DE102017112156B4 - Method and device for detecting an object position relative to antenna arrays of an electronic communication device - Google Patents
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Abstract
Verfahren, umfassend:das Bestimmen einer ersten Gruppe von gegenseitigen Kopplungswerten für mindestens ein Paar einer Mehrzahl von Antennenarrays (104, 106, 108, 110) eines elektronischen Kommunikationsgeräts (100), wobei jeder gegenseitige Kopplungswert einen Wirkungsgrad einer gegenseitigen Kopplungsübertragung (634, 636, 638, 640) zwischen einem Antennenelement (604-611) eines ersten Antennenarrays (104, 106, 108, 110) eines Paares von Antennenarrays (104, 106, 108, 110) und einem Antennenelement (604-611) eines zweiten Antennenarrays (104, 106, 108, 110) des Paares von Antennenarrays (104, 106, 108, 110) angibt;das Bestimmen einer Objektposition relativ zu den mehrzähligen Antennenarrays (104, 106, 108, 110) basierend auf der ersten Gruppe von gegenseitigen Kopplungswerten und:das Betreiben eines basierend auf der Objektposition abgeschatteten Antennenelements (604-611) eines ersten der Mehrzahl von Antennenarrays (104, 106, 108, 110) und eines basierend auf der Objektposition abgeschatteten Antennenelements (604-611) eines zweiten der Mehrzahl von Antennenarrays (104, 106, 108, 110) für eine gegenseitige Kopplungsübertragung (634, 636, 638, 640);das Betreiben eines basierend auf der Objektposition nichtabgeschatteten ersten Subarrays des ersten Antennenarrays (104, 106, 108, 110) für Kommunikationsübertragung; unddas Deaktivieren eines basierend auf der Objektposition abgeschatteten zweiten Subarrays des zweiten Antennenarrays (104, 106, 108, 110).A method comprising:determining a first group of mutual coupling values for at least one pair of a plurality of antenna arrays (104, 106, 108, 110) of an electronic communication device (100), each mutual coupling value representing an efficiency of a mutual coupling transfer (634, 636, 638, 640) between an antenna element (604-611) of a first antenna array (104, 106, 108, 110) of a pair of antenna arrays (104, 106, 108, 110) and an antenna element (604-611) of a second antenna array (104, 106, 108, 110) of the pair of antenna arrays (104, 106, 108, 110);determining an object position relative to the multiple antenna arrays (104, 106, 108, 110) based on the first set of mutual coupling values and:operating an antenna element (604-611) of a first of the plurality of antenna arrays (104, 106, 108, 110) shaded based on the object position and an antenna element (604-611) of a second of the plurality of antenna arrays (104, 106, 108, 110) shaded based on the object position for mutual coupling transmission (634, 636, 638, 640);operating a first subarray of the first antenna array (104, 106, 108, 110) for communication transmission; anddeactivating a second subarray of the second antenna array (104, 106, 108, 110) shadowed based on the object position.
Description
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF INVENTION
Vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Erfassung einer Objektposition und insbesondere die Bestimmung von gegenseitigen Kopplungswerten mindestens eines Paares von Antennenarrays eines elektronischen Kommunikationsgeräts, um eine Objektposition relativ zu den Antennenarrays zu erfassen.The present invention relates generally to detecting an object position and, more particularly, to determining mutual coupling values of at least one pair of antenna arrays of an electronic communication device in order to detect an object position relative to the antenna arrays.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Der Mobilfunk der fünften Generation („5G“) ist abhängig von Millimeterwellenfrequenzen (z.B. >24 GHz). Um einen Antennengewinn zu realisieren, der ausreicht, um eine zuverlässige Kommunikationsverbindung mit beispielsweise einer Basisstation aufrecht zu erhalten, benötigen elektronische Kommunikationsgeräte wahrscheinlich eine sehr viel größere Anzahl von Antennenelementen, die für eine Diversität und für Multiple Input Multiple Output (MIMO)-Anwendungen (MIMO = Nutzung mehrerer Sende- und Empfangsantennen) in den verschiedenen Bereichen des elektronischen Kommunikationsgeräts positioniert sind. Eine Sorge bei Kommunikationen auf Millimeterwellenfrequenzen ist, dass menschliches Gewebe wie zum Beispiel die Haut, die Knochen, die Muskeln und Fett sehr verlustreich sind. Die Absorption durch die Hand zum Beispiel kann die Spitzenverstärkung eines Millimeterwellen-Antennenarray um 12 dB reduzieren, wenn die Hand etwa 5 Millimeter von dem Antennenarray entfernt ist. Dementsprechend können Energieeinsparungen realisiert werden, wenn Antennenarrays, die durch verlustreiche Objekte blockiert werden, nicht für Hochleistungskommunikation verwendet werden. Hinzu kommt, dass manche Regulierungsstellen eine Begrenzung des Kontakts des menschlichen Körpers mit Hochfrequenzenergie („RF“-Energie) fordern.Fifth generation cellular communications (“5G”) are dependent on millimeter wave frequencies (e.g. >24 GHz). To achieve antenna gain sufficient to maintain a reliable communication link with, for example, a base station, electronic communication devices will likely require a much larger number of antenna elements positioned in different areas of the electronic communication device for diversity and multiple input multiple output (MIMO) applications. One concern with communications at millimeter wave frequencies is that human tissues such as skin, bone, muscle, and fat are very lossy. For example, absorption by the hand can reduce the peak gain of a millimeter wave antenna array by 12 dB when the hand is about 5 millimeters from the antenna array. Accordingly, energy savings can be realized if antenna arrays blocked by lossy objects are not used for high power communications. In addition, some regulatory bodies require limits on the human body's exposure to radio frequency ("RF") energy.
Üblicherweise hat man verschiedene Sensoren wie kapazitive Sensoren, Berührungssensoren und Infrarot-Näherungssensoren (Top Hat-Näherungssensoren) für die Erfassung der Hand verwendet, um Antennenelemente zu vermeiden, die blockiert werden. Jedoch wäre die Anzahl von Sensoren, die aufgrund der für eine Kommunikation auf MillimeterwellenFrequenzen benötigten größeren Anzahl von Antennenelementen für eine genaue Handerfassung notwendig wäre, vom Gesichtspunkt der Steuerung, Handhabung, des Stromverbrauchs und der Kosten nicht sinnvoll.Traditionally, various sensors such as capacitive sensors, touch sensors and infrared proximity sensors (top hat proximity sensors) have been used for hand detection to avoid antenna elements being blocked. However, the number of sensors required for accurate hand detection due to the larger number of antenna elements required for communication at millimeter wave frequencies would not be practical from the point of view of control, handling, power consumption and cost.
Die
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die anliegenden Zeichnungsfiguren, in denen identische oder funktionsgleiche Elemente durchgehend mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind, sind Teil der vorliegenden Beschreibung und zeigen Ausführungsformen gemäß den anliegenden Ansprüchen.
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1 zeigt ein elektronisches Kommunikationsgerät gemäß einigen Ausführungsformen; -
2 zeigt ein Blockdiagramm eines elektronischen Kommunikationsgeräts mit Komponenten, die gemäß einigen Ausführungsformen konfiguriert sind; -
3 zeigt ein logisches Flussdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens zum Bestimmen einer Objektposition gemäß einigen Ausführungsformen; -
4 zeigt ein logisches Flussdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens zum Bestimmen von gegenseitigen Kopplungswerten gemäß einigen Ausführungsformen; -
5 zeigt ein logisches Flussdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens zum Bestimmen einer Objektposition gemäß einigen Ausführungsformen; -
6 zeigt ein elektronisches Kommunikationsgerät mit Antennenarrays, die Antennenelemente enthalten, die bei der Bestimmung von gegenseitigen Kopplungswerten verwendet werden, gemäß einigen Ausführungsformen; -
7 zeigt ein elektronisches Kommunikationsgerät mit Antennenarrays, die Antennenelemente enthalten, die bei der Bestimmung von gegenseitigen Kopplungswerten verwendet werden, gemäß einigen Ausführungsformen; -
8 zeigt ein elektronisches Kommunikationsgerät mit Antennenarrays, die Antennenelemente enthalten, die bei der Bestimmung von gegenseitigen Kopplungswerten verwendet werden, gemäß einigen Ausführungsformen; -
9 zeigt ein elektronisches Kommunikationsgerät mit Antennenarrays, die Antennenelemente enthalten, die bei der Bestimmung von gegenseitigen Kopplungswerten verwendet werden, gemäß einigen Ausführungsformen; -
10 zeigt eine Konfiguration von Antennenelementen innerhalb Antennenarrays gemäß einigen Ausführungsformen; -
11 zeigt eine Konfiguration von Antennenelementen innerhalb Antennenarrays gemäß einigen Ausführungsformen; -
12 zeigt eine Konfiguration von Antennenelementen innerhalb Antennenarrays gemäß einigen Ausführungsformen; -
13 zeigt eine Konfiguration von Antennenelementen innerhalb Antennenarrays gemäß einigen Ausführungsformen; -
14 zeigt eine Konfiguration von Antennenelementen innerhalb Antennenarrays gemäß einigen Ausführungsformen; -
15 zeigt eine Konfiguration von Antennenelementen innerhalb Antennenarrays gemäß einigen Ausführungsformen; -
16 zeigt ein logisches Flussdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens zum Bestimmen einer Objektposition gemäß einigen Ausführungsformen; -
17 zeigt ein logisches Flussdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens zum Bestimmen einer Objektposition gemäß einigen Ausführungsformen; -
18 zeigt eine Konfiguration von Antennenarrays für ein elektronisches Kommunikationsgerät gemäß einigen Ausführungsformen; -
19 zeigt eine Konfiguration von Antennenarrays für ein elektronisches Kommunikationsgerät gemäß einigen Ausführungsformen; -
20 zeigt eine Konfiguration von Antennenelementen innerhalb von Antennenarrays gemäß einigen Ausführungsformen; -
21 zeigt eine Konfiguration von Antennenelementen innerhalb von Antennenarrays gemäß einigen Ausführungsformen; -
22 zeigt ein logisches Flussdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens zum Bestimmen einer Objektposition gemäß einigen Ausführungsformen. -
23 zeigt ein logisches Flussdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens zum Bestimmen einer Objektposition gemäß einigen Ausführungsformen.
-
1 shows an electronic communication device according to some embodiments; -
2 shows a block diagram of an electronic communications device with components configured according to some embodiments; -
3 shows a logic flow diagram illustrating a method for determining an object position according to some embodiments; -
4 shows a logic flow diagram illustrating a method for determining mutual coupling values according to some embodiments; -
5 shows a logic flow diagram illustrating a method for determining an object position according to some embodiments; -
6 shows an electronic communications device with antenna arrays including antenna elements used in determining mutual coupling values, according to some embodiments; -
7 shows an electronic communications device with antenna arrays including antenna elements used in determining mutual coupling values, according to some embodiments; -
8th shows an electronic communications device with antenna arrays including antenna elements used in determining mutual coupling values, according to some embodiments; -
9 shows an electronic communications device with antenna arrays including antenna elements used in determining mutual coupling values, according to some embodiments; -
10 shows a configuration of antenna elements within antenna arrays according to some embodiments; -
11 shows a configuration of antenna elements within antenna arrays according to some embodiments; -
12 shows a configuration of antenna elements within antenna arrays according to some embodiments; -
13 shows a configuration of antenna elements within antenna arrays according to some embodiments; -
14 shows a configuration of antenna elements within antenna arrays according to some embodiments; -
15 shows a configuration of antenna elements within antenna arrays according to some embodiments; -
16 shows a logic flow diagram illustrating a method for determining an object position according to some embodiments; -
17 shows a logic flow diagram illustrating a method for determining an object position according to some embodiments; -
18 shows a configuration of antenna arrays for an electronic communications device, according to some embodiments; -
19 shows a configuration of antenna arrays for an electronic communications device, according to some embodiments; -
20 shows a configuration of antenna elements within antenna arrays according to some embodiments; -
21 shows a configuration of antenna elements within antenna arrays according to some embodiments; -
22 shows a logic flow diagram illustrating a method for determining an object position according to some embodiments. -
23 shows a logic flow diagram illustrating a method for determining an object position according to some embodiments.
Der Fachmann wird erkennen, dass Elemente in den Figuren einfach und übersichtlich und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt sind. So können zum Beispiel manche Elemente gegenüber anderen Elementen übertrieben dargestellt sein, wodurch die Ausführungsformen gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung besser verständlich sein sollen. Ferner erfordern weder die Beschreibung noch die Zeichnungen unbedingt die Reihenfolge, in der sie dargestellt sind. Bestimmte Aktionen und/oder Schritte sind gegebenenfalls in einer bestimmten Reihenfolge, in der sie stattfinden, beschrieben und dargestellt. Gleichwohl wird der Fachmann erkennen, dass diese spezielle Reihenfolge nicht tatsächlich erforderlich ist.Those skilled in the art will appreciate that elements in the figures are shown simply and clearly and are not necessarily to scale. For example, some elements may be exaggerated relative to other elements in order to facilitate understanding of embodiments in accordance with the teachings of the present invention. Furthermore, neither the description nor the drawings necessarily require the order in which they are presented. Certain actions and/or steps may be described and illustrated in a particular order in which they occur. However, those skilled in the art will appreciate that this particular order is not actually required.
Komponenten von Vorrichtungen, Geräten und/oder Verfahren sind in den Zeichnungen gegebenenfalls durch übliche Symbole gekennzeichnet, wobei jedoch nur diejenigen spezifischen Details gezeigt sind, die wesentlich sind, um die Ausführungsformen gemäß den vorliegenden Lehren der Erfindung zu verstehen und um die Beschreibung nicht mit Details zu überladen, die sich dem Fachmann auf der Basis der vorliegenden Beschreibung ohne weiteres erschließen.Components of devices, apparatus and/or methods are identified in the drawings by conventional symbols where appropriate, but only those specific details are shown which are essential to understanding the embodiments according to the present teachings of the invention and in order not to overload the description with details which would be readily apparent to those skilled in the art on the basis of the present description.
DETAILBESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Entsprechend den vorliegend beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen betrifft die Erfindung ein elektronisches Kommunikationsgerät und Verfahren zum Bestimmen einer Objektposition relativ zu einer Mehrzahl von Antennenelementen, die in dem elektronischen Kommunikationsgerät enthalten sind. Das Bestimmen einer Objektposition basiert auf dem Bestimmen von gegenseitigen Kopplungswerten („MCVs“ = engl. mutual coupling values) für Paare von Antennenarrays. Die Nähe eines Objekts zu einem Antennenarray betrifft generell einen oder mehrere MCVs für ein oder mehrere Paare von Antennenarrays. Ein Objekt kann ein Objekt sein, das die Übertragungen stört oder beeinträchtigt. Ein MCV ist ein quantitatives Signalstärkenmaß oder gibt genauer gesagt an, wie viel von einem Signal, das von einem Sendeantennenelement gesendet wird, von einem Empfangsantennenelement empfangen wird. Ein MCV kann also eine Wirksamkeit eines Signals angeben, das zwischen Antennenelementen eines Paares von Antennenarrays übertragen wird, vorliegend auch als Übertragung bezeichnet.According to the various embodiments described herein, the invention relates to an electronic communication device and methods for determining an object position relative to a plurality of antenna elements included in the electronic communication device. Determining an object position is based on determining mutual coupling values (“MCVs”) for pairs of antenna arrays. The proximity of an object to an antenna array generally relates to one or more MCVs for one or more pairs of antenna arrays. An object can be an object that interferes with or impairs transmissions. An MCV is a quantitative signal strength measure or, more precisely, indicates how much of a signal transmitted by a transmitting antenna element is received by a receiving antenna element. An MCV can thus indicate an effectiveness of a signal transmitted between antenna elements of a pair of antenna arrays, also referred to herein as transmission.
MCVs können bestimmt werden, indem Übertragungen mit niedriger Leistung zwischen Antennenelementen von Antennenarrays verwendet werden, um eine gegenseitige Kopplung zwischen den Antennenelementen zu erleichtern. Solche Übertragungen zwischen geräteinternen Antennenelementen eines elektronischen Kommunikationsgeräts werden vorliegend als Übertragungen mit „gegenseitiger Kopplung“ bezeichnet. Der Begriff gegenseitige Kopplung beschreibt zum Beispiel elektromagnetische Energie, die als Folge elektromagnetischer Energie, die durch ein Antennenelement eines weiteren Antennenarray gesendet oder übertragen wurde, von einem Antennenelement eines Antennenarray absorbiert oder empfangen wird. In einer Ausführungsform umfassen Übertragungen mit niedriger Leistung Übertragungen bei Leistungspegeln von -20 dBm und niedriger. Gemäß einem Beispiel wird die Übertragung mit niedriger Leistung ermöglicht, indem eine Nahbereichskommunikationstechnik wie beispielsweise die Nahfeldkommunikation (NFC = engl. near-field communication) angewendet wird. Alternativ können leistungsstärkere Übertragungen verwendet werden, um einige oder alle MCVs zu bestimmen.MCVs may be determined by using low power transmissions between antenna elements of antenna arrays to facilitate mutual coupling between the antenna elements. Such transmissions between intra-device antenna elements of an electronic communication device are referred to herein as "mutual coupling" transmissions. The term mutual coupling describes, for example, electromagnetic energy absorbed or received by an antenna element of an antenna array as a result of electromagnetic energy transmitted or transmitted by an antenna element of another antenna array. In one embodiment, low power transmissions include transmissions at power levels of -20 dBm and lower. According to one example, low power transmission is enabled by applying a short-range communication technique such as near-field communication (NFC). Alternatively, higher power transmissions may be used to determine some or all of the MCVs.
In einer speziellen Ausführungsform, die hier beschrieben wird, werden die MCVs mittels Niedrigleistungsübertragungen bestimmt. Jedoch werden Hochleistungsübertragungen, z.B. mit Leistungspegeln von 0 dBm (1 mW) oder höher für „Kommunikations“-Übertragungen verwendet. Kommunikationsübertragungen werden zum Kommunizieren von Informationen, z.B. von Daten und/oder Steuerinformationen, an externe Geräte wie externe elektronische Kommunikationsgeräte und Basisstationen verwendet.In a specific embodiment described herein, the MCVs are determined using low power transmissions. However, high power transmissions, e.g., with power levels of 0 dBm (1 mW) or higher, are used for "communication" transmissions. Communication transmissions are used to communicate information, e.g., data and/or control information, to external devices such as external electronic communication devices and base stations.
Für die beschriebenen Ausführungsformen sind die MCVs, die bestimmt werden, Streuparameter, die vorliegend als S-Parameter bezeichnet werden. S-Parameter beschreiben ein Eingangs-Ausgangs-Verhältnis zwischen Ports oder Anschlüssen in einem elektrischen System, wobei ein Port ist, wo eine Spannung oder ein Strom geliefert werden können. Insbesondere repräsentieren S-Parameter Leistung, die zwischen einem Paar von Ports, z.B. einem Paar von Antennenelementen, übertragen wird und anhand von Leistungspegelmessungen bestimmt werden kann. Für zwei Ports, z.B. N und M, gibt SNM allgemein Leistung an, die von Port M zu Port N übertragen wird. Dementsprechend gibt S12 für die Ports 1 und 2 die von Port 2 zu Port 1 übertragene Leistung an, und S21 gibt die von Port 1 zu Port 2 übertragene Leistung an.For the described embodiments, the MCVs that are determined are scattering parameters, referred to herein as S-parameters. S-parameters describe an input-output relationship between ports or terminals in an electrical system, where a port is where a voltage or current can be supplied. In particular, S-parameters represent power transferred between a pair of ports, e.g., a pair of antenna elements, and can be determined from power level measurements. For two ports, e.g., N and M, S NM generally indicates power transferred from port M to port N. Accordingly, for
Wenngleich S-Parameter bei jeder Frequenz anwendbar sind, werden sie bei den beschriebenen Berechnungen verwendet, da Signalleistung einfacher quantifizierbar ist als Ströme oder Spannungen für elektronische Kommunikationsgeräte, die bei RF arbeiten. Jedoch können in anderen Ausführungsformen andere Arten von MCVs verwendet werden, unter anderem Y-Parameter, Z-Parameter, T-Parameter oder ABCD-Parameter, ohne Beschränkung hierauf. Einige davon können in S-Parameter konvertiert werden.Although S-parameters are applicable at any frequency, they are used in the calculations described because signal power is more easily quantified than currents or voltages for electronic communication devices operating at RF. However, in other embodiments, other types of MCVs may be used, including, but not limited to, Y-parameters, Z-parameters, T-parameters, or ABCD parameters. Some of these may be converted to S-parameters.
Zur einfacheren Darstellung ist eine begrenzte Anzahl von Komponenten 202, 220, 222, 224, 226, 228, 230, 232 in dem Gerät 200 gezeigt. Andere Ausführungsformen können eine mehr oder weniger große Anzahl von Komponenten 202, 220, 222, 224, 226, 228, 230, 232 in dem Gerät 200 enthalten. Außerdem wurden im Hinblick auf eine übersichtliche Beschreibung weitere Komponenten, die für eine kommerzielle Ausführung des Geräts 200 benötigt werden, aus
Der Prozessor 202 ist allgemein mit Funktionen gemäß den Ausführungsformen konfiguriert, die vorliegend mit Bezug auf die verbleibenden Figuren beschrieben werden. Solche Funktionen werden durch die andere in
Der Prozessor 202 enthält arithmetisch-logische und Steuerschaltungen zum Durchführen der digitalen Verarbeitung - ganz oder teilweise - für das Gerät 200, um eine Objektposition relativ zu den Antennenarrays 220 basierend auf einer Gruppe von MCVs zu bestimmen. In einigen Fällen bestimmt der Prozessor 202 basierend auf der erfassten Objektposition auch, wie die Antennenarrays 220 zu konfigurieren sind. In einer Ausführungsform stellt der Prozessor 202 einen primären Mikroprozessor des Geräts 200 dar, der auch als zentrale Verarbeitungseinheit („CPU“ = engl. central processing unit) bezeichnet wird. Zum Beispiel kann der Prozessor 202 einen Anwendungsprozessor des Smartphone 100 darstellen. In einer weiteren Ausführungsform ist der Prozessor 202 ein Hilfsprozessor, getrennt von der CPU, wobei der Hilfsprozessor eigens dafür vorgesehen ist, ganz oder teilweise die Verarbeitungskapazität zu schaffen, die für die Komponenten des Geräts 200 benötigt wird, damit diese zumindest einen Teil ihrer vorgesehenen Funktionen ausführen können.The
Zum Beispiel kann der Prozessor 202 durch die Ausführung von Algorithmen konfiguriert werden, die mit einem oder mehreren der Verfahren übereinstimmen, die durch die logischen Flussdiagramme in den
In einigen Fällen bestimmt der Prozessor 202, welche Antennenarrays und/oder Antennenelemente kommunizieren, indem sie für eine gegenseitige Kopplung in dem Gerät 100 Niedrigleistungsübertragungen verwenden. Insbesondere kann der Prozessor 202 basierend auf den Ergebnissen der gegenseitigen Kopplung und einer resultierenden Bestimmung bzw. Ermittlung, welche Antennenarrays, Antennen-Subarrays und/oder Antennenelemente blockiert oder abgeschattet sind, dynamisch bestimmen, ob und welche Antennenarrays, Antennen-Subarrays und/oder Antennenelemente für den Zweck eines Austausches von Kommunikationsübertragungen mit einem externen Gerät deaktiviert (z.B. abgeschaltet) sind, für gegenseitige Kopplungsübertragungen (nur empfangen, nur übertragen oder sowohl empfangen als auch übertragen) zwischen einem oder mehreren Paaren von internen Antennenarrays verwendet werden; und/oder für Kommunikationsübertragungen mit einem oder mehreren externen Geräten verwendet werden.In some cases, the
Jedes Antennenarray der mehrzähligen Antennenarrays 220 hat ein oder mehrere „aktive“ oder „angesteuerte“ Antennenelemente, die konfiguriert sind für die Ausstrahlung und/oder den Empfang von elektromagnetischer Energie, indem sie zum Beispiel aus einem geeigneten metallischen Leitermaterial gebildet und mit einem Sender-Empfänger verbunden sind. Elektromagnetische Energie wird in der vorliegenden Beschreibung auch bezeichnet als elektromagnetische Übertragungen oder einfach als Übertragungen. Ein aktives Antennenelement strahlt Übertragungen aus und/oder empfängt diese, um entsprechend den beschriebenen Lehren mittels der MCVs Daten zu kommunizieren und/oder eine Objektposition zu erfassen. Mit anderen Worten: jedes Antennenarray 220 hat eine oder mehrere aktive Antennenelemente, die mit einem weiteren Antennenarray Übertragungen wie beispielsweise Kopplungsübertragungen oder Kommunikationsübertragungen austauschen.Each antenna array of the
Manche Antennenelemente können sowohl für gegenseitige Kopplungsübertragungen als auch Kommunikationsübertragungen verwendet werden. Manche Antennenelemente können ausschließlich für gegenseitige Kopplungsübertragungen bestimmt sein, das heißt, nur für diese verwendet werden. Manche Antennen können ausschließlich für die Datenkommunikation außerhalb des elektronischen Kommunikationsgeräts bestimmt sein. Zum Beispiel sind mindestens einige der Antennenelemente beispielsweise für Kommunikationen im Millimeterwellen-Frequenzbereich Patch-Antennenelemente, die man auch als rechteckige Mikrostreifenantennenelemente kennt.Some antenna elements may be used for both mutual coupling transmissions and communication transmissions. Some antenna elements may be dedicated exclusively to mutual coupling transmissions, that is, used only for these. Some antennas may be dedicated exclusively to data communications outside the electronic communication device. For example, for communications in the millimeter wave frequency range, for example, at least some of the antenna elements are patch antenna elements, also known as rectangular microstrip antenna elements.
Die Antennenelemente eines bestimmten Antennenarrays können unabhängig voneinander für Hoch- und/oder Niedrigleistungsübertragungen oder aber kollektiv betrieben werden, zum Beispiel für MIMO oder Beamforming. In einem Beispiel werden alle der Mehrantennenelemente eines Antennenarrays gleichzeitig betrieben, um Übertragungen auszustrahlen und/oder zu empfangen. In einem anderen Beispiel werden nur einige der Mehrantennenelemente eines Antennenarrays (vorliegend als Antennen-Subarray oder einfach als Subarray bezeichnet) gleichzeitig betrieben, um Übertragungen auszustrahlen und/oder zu empfangen. In einem noch anderen Beispiel wird ein einziges Antennenelement eines Antennenarrays betrieben, um Übertragungen auszustrahlen und/oder zu empfangen. Daher umfasst die Formulierung „Betreiben eines Antennenarrays“ oder umfassend die Äquivalente dieser Formulierung alle drei genannten Beispiele.The antenna elements of a particular antenna array may operate independently for high and/or low power transmissions, or may operate collectively, for example for MIMO or beamforming. In one example, all of the multiple antenna elements of an antenna array are operated simultaneously to transmit and/or receive transmissions. In another example, only some of the multiple antenna elements of an antenna array (referred to herein as an antenna subarray or simply a subarray) are operated simultaneously to transmit and/or receive transmissions. In yet another example, a single antenna element of an antenna array is operated to transmit and/or receive transmissions. Therefore, the phrase “operating an antenna array” or the equivalents of that phrase encompass all three examples mentioned.
In einer bestimmten Ausführungsform werden ein oder mehrere Antennenarrays 220 zum Kommunizieren von Daten, zum Beispiel Sprache oder Video, in mehreren Wi-Fi- und/oder Wireless Gigabit Alliance (WiGig)-Frequenzbändern betrieben, unter anderem 2,4 GHz, 3,65 GHz, 4,9 GHz, 5 GHz, 5,9 GHz und 60 GHz (z.B. für WiGig), ohne Beschränkung hierauf. Ein Beispiel eines Vorteils der vorliegenden Lehren ist, dass ein oder mehrere Antennenarrays 220, die in dem Gerät 200 für Hochleistungsübertragungen enthalten sind, auch für Niedrigleistungsübertragungen genutzt werden können, um MCVs für die Erfassung einer Objektposition zu bestimmen. Dadurch verringern sich oder entfallen gegebenenfalls notwendige weitere Sensoren wie kapazitive Sensoren, Top Hat-Sensoren und/oder Berührungssensoren für die Erfassung einer Objektposition relativ zu dem Gerät 200.In a particular embodiment, one or
Diese Antennenarrays 220, die ein oder mehrere Antennenelemente haben, die verwendet und betrieben werden, um Übertragungen unter Nutzung von Millimeterwellenfrequenzen oder -Frequenzbändern zu senden und/oder zu empfangen, werden in der vorliegenden Beschreibung als Millimeterwellen-Antennenarrays bezeichnet. Antennenarrays 220, die ein oder mehrere Antennenelemente haben und verwendet und betrieben werden zum Senden und/oder Empfangen von Übertragungen unter Nutzung von Zentimeterwellenfrequenzen oder -Frequenzbändern, werden in der vorliegenden Beschreibung als Zentimeterwellen-Antennenarrays bezeichnet.Those
In einer anderen Ausführungsform werden zumindest einige der Antennenarrays 220 zum Implementieren von MIMO und für Beamsteering (Antennenstrahlsteuerung) verwendet, z.B. für Beamforming (Strahlformung), um elektromagnetische Energie zu formen und in Richtung auf ein externes Gerät zu lenken. Zum Beispiel sind mindestens einige der Antennenarrays 220 phasengesteuerte Arrays. Dementsprechend sind relative Phasen der jeweiligen Signale, die die Antennenelemente speisen, entweder fest oder dynamisch eingestellt, derart, dass das effektive Strahlungsmuster des Antennenarrays in einer erwünschten Richtung verstärkt und in unerwünschten Richtungen unterdrückt wird.In another embodiment, at least some of the
In weiteren Ausführungsformen sind ein oder mehrere Antennenarrays 220 konfiguriert zum Ausstrahlen und Empfangen von elektromagnetischer Energie zum Kommunizieren von Daten über 6 GHz-Teilfrequenzbänder für die Technologie der zweiten Generation („2G“), der dritten Generation („3G“) und/oder der vierten Generation („4G“) zum Beispiel. 6 GHz-Teilfrequenzbänder sind unter anderem 700 MHz, 850 MHz, 900 MHz, 1700 MHz bis 2200 MHz und 2300 MHz bis 2700 MHz. Antennenarrays, die ein oder mehrere Antennenelemente haben, die verwendet und betrieben werden zum Senden und/oder Empfangen von Übertragungen über oder unter Nutzung von Frequenzen oder Frequenzbändern unter 6 GHz (d.h. Teilfrequenzen von 6 GHz), werden in der vorliegenden Beschreibung als Sub-6 GHz-Antennenarrays bezeichnet.In further embodiments, one or
Ferner kann mindestens ein Antennenarray der Mehrantennenarrays 220 ein oder mehrere „passive“ oder „parasitäre“ Antennenelemente enthalten, die mit einem Sende-Empfänger nicht elektrisch gekoppelt sind. Die parasitären Antennenelemente können in günstiger Lage angeordnet sein, um die gegenseitige Kopplungsempfindlichkeit zwischen einem Paar von aktiven Antennenelementen zu erhöhen, zum Beispiel ohne Einfluss auf Kommunikationen mit externen elektronischen Kommunikationsgeräten. Ein parasitäres Antennenelement in einem Antennenarray eines Paares von Antennenarrays kann in nutzbringender Weise die Empfangsempfindlichkeit eines angrenzenden aktiven Elements erhöhen. Ein parasitäres Antennenelement in einem weiteren Antennenarray des Paares von Antennenarrays kann die gegenseitige Kopplungsübertragung eines angrenzenden aktiven Antennenelements formen oder gestalten. Dadurch können gegenseitige Kopplungsübertragungen mit einer geringeren Leistung und mit einer besseren Ausrichtung auf das empfangende Antennenelement gesendet werden. Zum Beispiel sind zumindest einige der parasitären Antennenelemente Patch-/Mikrostreifenantennenelemente.Furthermore, at least one antenna array of the
Die Sender-Empfänger-Komponenten 226 stellen einen oder mehrere Sender-Empfänger dar, deren jeder Senderhardware (einen Senderbereich) und Empfängerhardware (einen Empfängerbereich) hat. Der Senderbereich liefert Signale an mindestens eines der Antennenarrays 220, zum Ausstrahlen oder Übertragen zu einem weiteren Antennenarray in dem oder außerhalb des Geräts 200. Der Empfängerbereich empfängt Signale von mindestens einem der Antennenarrays 220, die von Übertragungen in dem oder außerhalb des Geräts 200 erfasst werden, für deren weitere Verarbeitung durch das Gerät 200. Alternativ sind der Sender und der Empfänger separate Hardwareelemente. Darüber hinaus können in manchen Ausführungsformen, wenn beispielsweise ein bestimmtes Antennenarray speziell einer gegenseitigen Kopplungsübertragung gewidmet ist, ein oder mehrere Antennenelemente nur mit einem Sender gekoppelt sein.The
In einer Ausführungsform steuert der Prozessor 202 die Stärke, Dauer, Wellenform und/oder Modulation der Signale, die von dem oder den Sender-Empfängern 226 geliefert werden, und steuert die Demodulation der Signale, die von dem oder den Sender-Empfängern 226 empfangen werden. Darüber hinaus wird in einem Beispiel ein Sender-Empfänger 226 (oder ein Sender- oder Empfängerbestandteil) aktiviert, wenn all diejenigen der Komponenten wirksam oder aktiviert sind, die für die Ausführung seiner Funktionen benötigt werden, z.B. Frontend-Schaltungen, Demodulationsschaltungen, Schaltstellung, Bereitstellung von Strom oder Spannung, Verarbeitungskapazität. Ähnlich wird ein Sender-Empfänger 226 (oder ein Sender- oder Empfängerbestandteil) deaktiviert, wenn eine oder mehrere Komponenten, die für die Ausführung seiner Funktionen benötigt werden, unwirksam oder deaktiviert sind.In one embodiment, the
Die Sender-Empfänger-Komponenten 226 umfassen zum Beispiel einen oder mehrere Wireless Local Area Network (WLAN)-Sender-Empfänger, die dem Gerät 200 den Zugang zu dem Internet ermöglichen, wobei Standards wie Wi-Fi oder WiGig verwendet werden. Die WLAN-Sender-Empfänger ermöglichen dem elektronischen Gerät 200 das Senden und Empfangen von Funksignalen an und von ähnlich ausgestatteten Geräten unter Anwendung eines drahtlosen Verteilungsverfahrens wie beispielsweise eines Spreizspektrum-Verfahrens oder eines orthogonalen Frequenzmultiplex-Verfahrens (OFDM = engl. orthogonal frequency-division multiplexing). In manchen Ausführungsformen verwenden die WLAN-Sender-Empfänger einen IEEE 802.11 (z.B. a, b, g, n, ac oder ad) Standard (IEEE = Institute of Electrical and Electronics Engineering), um mit anderen Geräten in den 2,4 GHz, 3,65 GHz, 4,9 GHz, 5 GHz, 5,9 GHz und 60 GHz Frequenzbändern zu kommunizieren.The
In anderen Ausführungsformen umfassen die Sender-Empfänger-Komponenten 226 einen oder mehrere zellulare Sender-Empfänger zum Unterstützen der Kommunikationsübertragungen. Zum Beispiel ermöglicht der zellulare Sender-Empfänger dem Gerät 200 die Beteiligung an Informationsaustauschsitzungen wie Anrufe oder Mitteilungsaustauschsitzungen mit anderen elektronischen Kommunikationsgeräten mittels einem oder mehreren zellularen Netzwerken. Zellulare Netzwerke können jede Drahtlostechnologie nutzen, die beispielsweise Breitband- und Internetprotokoll-Kommunikationen (IP-Kommunikationen) ermöglichen, unter anderem: 3G-Drahtlostechnologien wie CDMA2000- und Universal Mobile Telecommunications System („UMTS“)-Netzwerke; 4G-Techologien wie Long-Term Evolution (LTE) und WiMAX; oder 5G-Technologien, ohne Beschränkung hierauf.In other embodiments, the
Die Gruppe aus einem oder mehreren Schaltelementen oder einfach Schaltern 222 verbindet die mehrzähligen Antennenarrays 220 betrieblich mit den Sender-Empfänger-Komponenten 226. In einer speziellen Ausführungsform ist jedes Antennenelement jedes Antennenarray 220 mittels eines der Schaltelemente 222 mit einer separaten Sender-Empfänger-Komponente 226 gekoppelt. In einer speziellen Implementierung ist mit jedem Antennenelement mindestens dessen eigener Leistungsverstärker und rauscharmer Verstärker gekoppelt. In einer weiteren Ausführungsform sind mehrere Antennenelemente, Antennen-Subarrays und/oder Antennenarrays mittels eines oder mehrere Schaltelemente 222 mit derselben Sender-Empfänger-Komponente 226 gekoppelt.The group of one or more switching elements or simply switches 222 operatively connects the
In einem Beispiel umfassen die Schaltelemente 222 eine Mehrzahl von einpoligen Umschaltern (SPDT = engl. single-pole double-throw switches). In dieser Ausführungsform ist der gemeinsame Anschluss mit einem Antennenelement eines Antennenarray 220 gekoppelt, und die beiden anderen Anschlüsse sind jeweils mit dem Senderbereich und dem Empfängerbereich eines Sender-Empfängers 226 gekoppelt. Dementsprechend kann ein Antennenelement durch eine Steuereinheit, z.B. den Prozessor 202, in den „Sendemodus“ geschaltet werden, wodurch der gemeinsame Anschluss des Schalters zur Verbindung mit dem Anschluss des Schalters, der mit dem Senderbereich gekoppelt ist, veranlasst wird. Der Sendemodus kann für Niedrigleistungsübertragungen, für Hochleistungsübertragungen oder für beides ausgelegt sein. Ähnlich kann ein Antennenelement durch eine Steuereinheit in einen „Empfangsmodus“ geschaltet werden, wodurch der gemeinsame Anschluss des Schalters zur Verbindung mit dem Anschluss des Schalters, der mit dem Empfängerbereich gekoppelt ist, veranlasst wird.In one example, the switching
Ferner kann das Antennenelement in dieser Ausführungsform deaktiviert oder abgeschaltet werden, indem beispielsweise die Stromversorgung des Schalters 222 unterbrochen wird. Ähnlich lässt sich ein Antennenarray 220 mit Mehrfachantennenelementen deaktivieren, indem die Stromversorgung der Schalter unterbrochen wird, die mit allen Antennenelementen verbunden sind. Solchermaßen bedeutet die Deaktivierung eines Antennenarrays oder eines Teils davon, z.B. eines Antennenelements oder eines Subarrays, in dieser Ausführungsform das Deaktivieren von Übertragungen für dieses Antennenelement oder diesen Teil des Antennenarrays. In anderen Ausführungsformen, bedeutet die Deaktivierung des Antennenarrays oder eines Teils davon abhängig von beispielsweise der speziellen Art des verwendeten Schalters das Deaktivieren sowohl des Sendens als auch des Empfangens für dieses Antennenarray oder diesen Teil des Antennenarrays. Hier könnte zum Beispiel das Einstellen eines Schalters, der mit dem Antennenarray oder dem Teil des Antennenarrays gekoppelt ist, in eine Aus-Position.Furthermore, in this embodiment, the antenna element may be deactivated or turned off by, for example, cutting off power to switch 222. Similarly, an
Der Speicher 224 sorgt für eine Speicherung von elektronischen Daten, die der Prozessor 202 beim Ausführen seiner Funktionen nutzt. Zum Beispiel speichert der Speicher 224 MCVs, die für die gegenseitigen Kopplungsübertragungen zwischen Antennenelementen von Paaren der Antennenarrays 220 bestimmt wurden. In manchen Fällen speichert der Speicher 224 auf Referenz-Kopplungswerte. In einer Ausführungsform ist der Speicher 224 ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff („RAM“ = engl. random access memory). In anderen Ausführungsformen ist der Speicher 224 ein flüchtiger oder nichtflüchtiger Speicher. In einer speziellen Ausführungsform ist ein Teil des Speichers 224 entfernbar. Zum Beispiel kann der Prozessor 202 den RAM nutzen, um Daten zwischenzuspeichern, während er eine Speicherkarte („microSD“ = engl. micro secure digital card) zum Speichern von Dateien verwendet, die einer auf MCVs basierenden Bestimmung einer Objektposition zugeordnet sind.The
Die Eingabe- und die Ausgabekomponenten 228 stellen Nutzerschnittstellenkomponenten des elektronischen Kommunikationsgeräts 200 dar und sind derart konfiguriert, dass sie einer Person oder Personen ermöglichen, das Gerät 200 zu benutzen, zu steuern, zu programmieren oder auf andere Weise mit dem Gerät 200 zu interagieren. Beispiele von Nutzerschnittstellenkomponenten sind unter anderem Touchscreens, mechanische oder elektronische Bedienelemente und/oder drahtlose und verdrahtete Peripheriegeräte wie Tastaturen, Mäuse und Touchpads.The input and
Die Stromversorgung 230 stellt eine Stromquelle dar, die die Gerätekomponenten 202, 220, 222, 224, 226, 228 und 232 während ihres Normalbetriebs je nach Bedarf mit Strom versorgt. Die Stromzufuhr erfolgt in Anpassung an die individuellen Anforderungen der Strom ziehenden Gerätekomponenten 202, 220, 222, 224, 226, 228 und 232 bezüglich Spannung und Last. In manchen Ausführungsformen ist die Stromversorgung 230 eine drahtgebundene Stromversorgung, die mittels eines Vollwellen- oder Halbwellengleichrichters von einem Gegenstrom Gleichstrom liefert. In anderen Ausführungsformen ist die Stromversorgung 230 eine Batterie, die das Gerät 200 hochfährt und betreibt. In einer bestimmten Ausführungsform ist die Stromversorgung 230 eine aufladbare Batterie, die sich in dem Gerät 200 befindet. Die aufladbare Batterie für das Gerät 200 ist konfiguriert für eine zeitweilige Verbindung mit einer weiteren Stromquelle außerhalb des Geräts 200, um die Ladung der aufladbaren Batterie wiederherzustellen, wenn die Batterie leer ist oder nicht vollständig aufgeladen ist. In einer weiteren Ausführungsform wird die Batterie einfach ersetzt, wenn ihre Ladung nicht mehr ausreichend ist.
In verschiedenen Ausführungsformen nutzt das Smartphone 100 Komponenten 202, 220, 222, 224, 226, 228, 230, 232, die in
Das Verfahren in der jeweiligen Ausführungsform umfasst das Bestimmen einer Gruppe von MCVs für mindestens eine Paar von Antennenarrays einer Mehrzahl von Antennenarrays eines elektronischen Kommunikationsgeräts. Der jeweilige MCV gibt einen Wirkungsgrad einer gegenseitigen Kopplungsübertragung zwischen einem Antennenelement eines ersten Antennenarrays eines Paares von Antennenarrays und einem Antennenelement eines zweiten Antennenarrays des Paares von Antennenarrays an. Das Verfahren umfasst auch das Bestimmen einer Objektposition relativ zu den mehrzähligen Antennenarrays basierend auf der Gruppe von MCVs.The method in the respective embodiment comprises determining a group of MCVs for at least one pair of antenna arrays of a plurality of antenna arrays of an electronic communication device. The respective MCV indicates an efficiency of mutual coupling transmission between an antenna element of a first antenna array of a pair of antenna arrays and an antenna element of a second antenna array of the pair of antenna arrays. The method also comprises determining an object position relative to the plurality of antenna arrays based on the group of MCVs.
Darüber hinaus umfasst das Bestimmen der Gruppe von MCVs in den beschriebenen Ausführungsformen das Bestimmen einer Mehrzahl von S-Parametern, die die übertragene Leistung bzw. den Transmissionswert für gegenseitige Kopplungsübertragungen zwischen Antennenelementen von mehreren Paaren der mehrzähligen Antennenarrays angeben. In anderen Ausführungsformen können jedoch verschiedene Arten von MCVs bestimmt werden. Zusätzlich können die MCVs anhand von gegenseitigen Kopplungsübertragungen zwischen Antennenelementen von Paaren von Antennenarrays mit mindestens einem Millimeterwellen-Antennenarray bestimmt werden. Es können aber auch andere geeignete Arten von Antennenarrays für den Austausch von gegenseitigen Kopplungsübertragungen verwendet werden, anhand derer sich die MCVs berechnet lassen.Furthermore, in the described embodiments, determining the group of MCVs includes determining a plurality of S-parameters indicating the transmitted power or the transmission value for mutual coupling transmissions between antenna elements of multiple pairs of the multiple antenna arrays. However, in other embodiments, different types of MCVs may be determined. In addition, the MCVs may be determined based on mutual coupling transmissions between antenna elements of pairs of antenna arrays having at least one millimeter wave antenna array. However, other suitable types of antenna arrays may also be used for exchanging mutual coupling transmissions from which the MCVs can be calculated.
In einer bestimmten Ausführungsform kann ein elektronisches Kommunikationsgerät wie das Smartphone 100 zumindest einige der Verfahren gemäß den vorliegenden Lehren starten, wenn ein Nutzer mit dem Gerät 100 zu interagieren beginnt, zum Beispiel mit dem oder über den Touchscreen 102. Das Gerät 100 kann dann die MCV-Messungen im Laufe der Zeit wiederholen, um die Bewegung des Körperteils des Nutzers, z.B. der Hand des Nutzers, relativ zu dem Gerät 100 zu verfolgen, bis der Nutzer die Interaktion mit dem Gerät 100 beendet. In einer weiteren Ausführungsform kann das elektronische Kommunikationsgerät 100 mindestens einige der Verfahren gemäß den vorliegenden Lehren starten, wenn eine Informationsaustauschsitzung mit einem anderen Gerät begonnen wird, zum Beispiel ein Sprachanruf oder ein Datenabruf. Ähnlich kann das Gerät 100 dann die MCV-Messungen über die Zeit wiederholen, um die Bewegung des Körperteils des Nutzers, z.B. die Hand des Nutzers, relativ zu dem Gerät 100 zu verfolgen, bis der Anruf oder Abruf beendet wird.In a particular embodiment, an electronic communications device such as the
In einem bestimmten Beispiel sind die gemessenen MCVs S-Parameter. Zum Beispiel sendet ein Antennenelement des Antennenarray 106 zu einem bestimmten Zeitpunkt, t1, eine gegenseitige Kopplungsübertragung, die von einem Antennenelement des Antennenarray 104 empfangen wird. Der Prozessor 202 steuert die mit dem Empfangsantennenelement gekoppelte Empfängerschaltung zum Bestimmen des Empfangspegels, anhand dessen der Prozessor 202 für das Paar von Antennenarrays 102, 104 einen S-Parameter St1 (Smn bei t1) von -32 dB bestimmt bzw. ermittelt. In einer Ausführungsform ist der S-Parameter eine Leistungspegelmessung für die an dem Empfangsantennenelement erfasste gegenseitige Kopplungsübertragung. Weitere S-Parameter können auf ähnliche Weise für verschiedene Paare der Antennenarrays 104, 106, 108, 110 als Teil einer Gruppe von S-Parametern bestimmt werden. Wenn während eines gegebenen Zeitrahmens mehrere S-Parameter bestimmt werden, wird die Gruppe in der vorliegenden Beschreibung als S-Matrix bezeichnet.In one particular example, the measured MCVs are S-parameters. For example, at a particular time, t 1 , an antenna element of
Das Smartphone 100, das zum Beispiel den Prozessor 202 verwendet, vergleicht, 304, die gemessene Gruppe von MCVs mit wenigstens einer Gruppe von einem oder mehreren Kopplungswerten und bestimmt, 306, eine Objektposition relativ zu den mehrzähligen Antennenarrays, z.B. 104, 106, 108, 110, basierend auf diesen Vergleichen. Ein Referenz-Kopplungswert ist jeder geeignete berechnete und gespeicherte Wert, der sich auf einen oder mehrere zuvor gemessene MCVs für ein Paar von Antennenarrays bezieht und dem Gerät 100 ermöglicht, die Position eines Objekts relativ zu dem Paar von Antennenarrays zu bestimmen. MCVs können verwendet werden, um eine Objektposition zu erfassen, da sich ein vorhandenes verlustbehaftetes Objekt störend auf eine gegenseitige Kopplungsübertragung zwischen Antennenelementen eines Paares von Antennenarrays auswirkt. Diese Störung beeinträchtigt, z.B. verringert, den MCV für dieses Paar von Antennenarrays relativ zu einer MCV-Messung in einem „freien Raum“, welche die MCV-Messung für das Antennenarraypaar ohne vorhandenes verlustbehaftetes Objekt ist. Verlustbehaftete Objekte können unter anderem die Hand oder Hände eines Nutzers sein, der das Smartphone 100 umgreift oder hält. In manchen Fällen kann ein verlustbehaftetes Objekt unter anderem der Kopf eines Nutzers sein, wenn der Nutzer das Smartphone 100 an sein Ohr hält.The
In einer Ausführungsform wird ein Referenz-Kopplungswert basierend auf zwei zuvor gemessenen MCVs für ein Paar von Antennenarrays bestimmt. In einer bestimmten Ausführungsform bestimmt und speichert das Smartphone 100 einen ersten MCV für das Paar von Antennenarrays für eine gegenseitige Kopplungsübertragung, die im freien Raum gesendet wird, und einen zweiten MCV für das Paar von Antennenarrays für eine gegenseitige Kopplungsübertragung, die gesendet wird, wenn ein nahegelegenes verlustbehaftetes Objekt die gegenseitige Kopplungsübertragung stört. Das Gerät 100 kann einen der MCVs als Referenz-Kopplungswert MCVref verwenden und einen Schwellenwert MCVth aus dem oder unter Verwendung des MCV bestimmen. Zum Beispiel basiert der MCVth auf der Differenz zwischen den ersten und den zweiten MCVs. Sowohl der MCVref als auch der MCVth werden zum Bestimmen einer Objektposition relativ zu dem Paar von Antennenarrays verwendet.In one embodiment, a reference coupling value is determined based on two previously measured MCVs for a pair of antenna arrays. In a particular embodiment, the
Beispielsweise bestimmt und speichert das Gerät 100 zu einem früheren Zeitpunkt wie beispielsweise während des Testens des Produkts oder einer Einweisung des Nutzers einen ersten S-Parameter, SmnFS = -32 dB, für das Paar von Antennenarrays 104, 106 für eine gegenseitige Kopplungsübertragung, die im freien Raum gesendet wird. Das Gerät 100 bestimmt und speichert auch einen zweiten S-Parameter, SmnObj = -42 dB, für das Paar von Antennenarrays 102, 104 für eine gegenseitige Kopplungsübertragung, die gesendet wird, wenn ein nahegelegenes verlustreiches Objekt, z.B. die Hand des Nutzers oder ein Teil derselben, eine maximale Störung der gegenseitigen Kopplungsübertragung und dadurch eine maximale Abschwächung der gegenseitigen Kopplungsübertragung verursacht.For example, at an earlier time, such as during product testing or user training,
Bei einer Implementierung wird das Gerät 100 programmiert für die Einstellung eines Referenz-Kopplungswerts Sref = SmnFS = -32 dB; und eines vordefinierten Schwellenwerts Sth = 10 dB, der durch die Ermittlung der Differenz zwischen dem Wert im freien Raum, SmnFS(-32 dB) und einem bekannten Blockierungswert, SmnObj(-42 dB) bestimmt wird. Wenn das Gerät in Benutzung ist, löst ein höherer Differenzwert (Sref- measured Smn) basierend auf Sth bei Block 306 eine Entscheidung aus. Während der Einweisung eines Nutzers kann das Gerät 100 ferner Sth auf einen nutzerspezifischen Schwellenwert von z.B. 8 dB einstellen, wobei hier zum Beispiel die Größe und Dichte der Hand des Nutzers etc. berücksichtigt werden.In one implementation, the
Bei dieser Implementierung vergleicht der Prozessor 202 zum Bestimmen der Position der Hand eines Nutzers relativ zu dem Paar von Antennenarrays 104, 106 zu dem Zeitpunkt t1, den S-Parameter zu dem Zeitpunkt t1, St1 mit dem Referenz-Kopplungswert Sref. Wenn gilt: St1<Sref um Sth (was in dieser beispielhaften Situation 8 dB ist) oder größer, bestimmt, 306, der Prozessor 202, dass das Objekt (z.B. die Hand des Nutzers) ausreichend nahe ist, um das Paar von Antennenarrays 104, 106 zu blockieren oder zu beschatten. Anderenfalls bestimmt, 306, der Prozessor, dass das Paar von Antennenarrays 104, 106 nicht blockiert, nicht abgeschattet oder frei ist. In diesem speziellen Beispiel bestimmt, 306, der Prozessor 202, dass das Paar von Antennenarrays 104,106 nichtabgeschattet ist, da gilt: St1=Sref. Ob also ein Antennenarray oder ein Teil davon durch ein nahegelegenes verlustbehaftetes Objekt abgeschattet (blockiert) oder nichtabgeschattet (nicht blockiert oder frei) ist, ist abhängig von dem relevanten Vergleich, 304, für einen aktuell gemessenen MCV, der zumindest teilweise von dem Schwellenwert und/oder einem während des Vergleichs, 304, angewandten Optimierungsverfahrens abhängt.In this implementation, to determine the position of a user's hand relative to the pair of
In einer weiteren Implementierung wird das Gerät 100 programmiert zum Einstellen eines Sref = S2= -42 dB. Das Gerät 100 stellt wiederum Sth = 8 dB ein. Wenn bei dieser Implementierungssituation St1<Sref um Sth oder größer, bestimmt, 306, der Prozessor 202, dass das Paar von Antennenarrays 104, 106 nichtabgeschattet ist. Anderenfalls bestimmt, 306, der Prozessor, dass das Paar von Antennenarrays 104, 106 abgeschattet ist. In diesem speziellen Beispiel bestimmt, 306, der Prozessor 202, dass das Paar von Antennenarrays 104, 106 nichtabgeschattet ist, da St1 Sref um 10 dB übersteigt, was mehr ist als Sth.In another implementation, the
Das vorstehende Beispiel der Implementierung der Blöcke 304 und 306 des Verfahrens 300 wurde vereinfacht, damit die Prinzipien, mit denen das Gerät 100 einen MCV-Vergleich 304 durchführen und als Ergebnis eine Objektposition bestimmen kann, 306, besser verständlich sind. Wie aufgezeigt wurde, kann das Gerät 100 durch die Durchführung des Vergleichs 304 mit einem einzigen MCV, der zu einer gegebenen Zeit für ein Paar von Antennenarrays bestimmt wurde, bestimmen, ob das Paar von Antennenarrays insgesamt blockiert ist. Mit anderen Worten: dieser eingeschränkte Vergleich erlaub dem Gerät 100 lediglich zu bestimmen, dass sich das Objekt in der Nähe oder irgendwo an oder zwischen dem Paar von Antennenarrays 104, 106 befindet.The above example of the implementation of
Für eine etwas präzisere Bestimmung, 306, welches Antennenarray oder welche Antennenarrays des Paares oder welcher Teil eines oder beider Antennenarrays des Paares konkret blockiert ist oder sind, bestimmt, 302, das Gerät 100 MCVs für dasselbe Antennenarraypaar mittels verschiedener Paare von Antennenelementen. Das Gerät 100 verwendet diese Gruppe von mehreren MCVs dann zum Durchführen des Vergleichs 304, um die Objektposition relativ zu den mehrzähligen Antennenarrays 104, 106, 108, 110 mit größerer Genauigkeit zu bestimmen, 306.For a somewhat more
Wenn man vorübergehend zu dem vorherigen Beispiel zurückkehrt, bestimmt, 302, das Gerät 100 mindestens zwei andere oder weitere MCVs. Und zwar bestimmt, 302, das Gerät 100 zu dem Zeitpunkt t1 einen S-Parameter St1-a = -32 dB anhand einer gegenseitigen Kopplungsübertragung von einem Sendeantennenelement in dem Antennenarray 110 zu einem Empfangsantennenelement in dem Antennenarray 106. Das Gerät 100 bestimmt, 302, zu dem Zeitpunkt t1 auch einen S-Parameter St1-b = -42 dB anhand einer gegenseitigen Kopplungsübertragung von einem Sendeantennenelement in dem Antennenarray 104 zu einem Empfangsantennenelement in dem Antennenarray 108. Durch die Verwendung desselben Referenz-Kopplungswerts Sref und Schwellenwerts Sth kann das Gerät 100 genau feststellen, dass die Position der Hand des Nutzers näher an dem Antennenarray 104 als an dem Antennenarray 106 ist. Zusätzliche MCV-Bestimmungen bei 302 können eine noch größere Genauigkeit bei der Bestimmung, 306, einer Objektposition erzielen.Returning momentarily to the previous example, the
In einer weiteren Ausführungsform kann das Gerät 100 mehrere Gruppen von Referenz-Kopplungswerten und Schwellenwerten bestimmen und speichern, wobei jede Gruppe für einen bestimmten Handgriff ein anderes Handgriffprofil darstellt. Jedes Handgriffprofil bei dem Gerät 100 entspricht wiederum und ist einem bestimmten oder mehreren der Antennenarrays oder Antennenarraybereiche zugeordnet, die abgeschattet sind, und anderen Antennenarrays oder Antennenarraybereichen, die nicht abgeschattet sind. Ein Handgriff ist eine bestimmte Art, wie ein Nutzer ein Gerät hält oder umgreift. Zum Beispiel kann der Nutzer das Gerät mit der rechten Hand (rechtshändiger Griff), mit der linken Hand (linkshändiger Griff) oder mit beiden Händen (im Querformat) umgreifen.In another embodiment,
Dementsprechend bestimmt, 302, das Gerät 100 eine Gruppe von mehreren MCVs, während der Nutzer das Gerät 100 zu einem gegebenen Zeitpunkt hält, und vergleicht, 304, die Gruppe von MCVs mit den mehrzähligen Handgriffprofilen, die in dem Gerät 100 gespeichert sind. In einer Ausführungsform verwendet das Gerät 100 einen mathematischen Optimierungsansatz, zum Beispiel den Algorithmus der kleinsten mittleren Quadrate, um zu bestimmen, 304, welche Gruppe der gemessenen MCVs mit dem gespeicherten Handgriffprofil am ehesten entspricht. Alternative Optimierungsverfahren wie die Approximation nach der Trapezregel oder der Simpsonregel können angewendet werden, um die Gruppe von gemessenen MCVs mit einer Gruppe von gespeicherten Referenz-Kopplungswerten wie beispielsweise eine Gruppe von Handgriffprofilen abzugleichen.Accordingly, the
Wird eine Übereinstimmung gefunden, bestimmt, 306, das Gerät 100 das oder die Antennenarrays oder Antennenarraybereiche, die blockiert sind, zum Beispiel entsprechend dem Handgriffprofil. Die Angabe des(der) blockierten Antennenarray(s) oder von Bereichen davon stellt die Position der Hand des Nutzers relativ zu dem Gerät 100 und insbesondere relativ zu den mehrzähligen Antennenarrays des Geräts 100 dar. Wenn keine Übereinstimmung gefunden wird, bestimmt, 306, das Gerät 100, dass keine Antennenarrays blockiert sind oder der Nutzer das Gerät 100 nicht in der Hand hält.If a match is found, the
Das Gerät 100 kann dann (wenn das Verfahren 300 während eines Anrufs oder während des Betriebs einer kontextbewussten Anwendung wiederholt wird) die mehrzähligen Antennenarrays 104, 106, 108, 110 basierend auf der Objektposition, z.B. der Position der Hand, konfigurieren oder neu konfigurieren, 308. An dieser Konfigurierung können ein oder mehrere Vorgänge beteiligt sein. Zum Beispiel stellt das Gerät 100 eine Kommunikationsübertragung von einem oder mehreren Antennenarrays der mehrzähligen Antennenarrays 104, 106, 108, 110 basierend auf der Objektposition ein. Dies kann die Änderung einer Ausrichtung eines Antennenstrahls von einem Antennenarray und/oder eines Übertragungsleistungspegels der Kommunikationsübertragung einschließen. Die Änderung lässt sich durch eine oder mehrere der folgenden Maßnahmen durchführen: es werden weniger oder andere Antennenelemente des Antennenarray verwendet, um den Antennenstrahl von dem Antennenarray zu lenken; es wird bei weniger verwendeten Antennenelementen die Übertragungsleistung erhöht, um die Reichweite des Antennenstrahls zu vergrößern; es wird die Übertragungsleistung verringert, wenn festgestellt wird, dass weitere Antennenelemente des Antennenarray frei sind, weil der Nutzer seine Hand bewegt hat; es wird die Kommunikationsübertragung von einem blockierten Antennenarray oder Antennenarraybereich gestoppt; es wird die Kommunikationsübertragung mit einem nichtversperrten Antennenarray oder Antennenarraybereich fortgesetzt etc.The
Ferner kann das Konfigurieren, 308, der Antennenarrays basierend auf der Objektposition eine oder verschiedene Kombinationen der folgenden Maßnahmen umfassen, jedoch ohne Beschränkung hierauf: das Abschalten oder Deaktivieren einiger Antennenarrays oder Antennenarraybereiche (entweder einzelner Antennenelemente oder Antennensubarrays), die blockiert sind; Verwenden von einigen der blockierten Antennenelemente zum Senden von gegenseitigen Kopplungsübertragungen, damit das Gerät 100 das Verfahren 300 zum Verfolgen der Handbewegungen des Nutzers wiederholt, um beispielsweise die Beamforming- und MIMO-Anwendungen zu optimieren und die Akkulaufzeit zu maximieren; oder das Verwenden von nichtblockierten Antennenarrays oder Bereichen derselben für Kommunikationsübertragungen. Das Deaktivieren von Antennenelementen kann das Schalten der Antennenelemente in einen Empfangsmodus oder das Abschalten derselben umfassen, wobei hierfür Schalter verwendet werden, die mit den Antennenelementen verbunden sind. Das Verwenden von Antennenelementen für Übertragungen kann das Schalten der Antennenelemente in einen Übertragungsmodus umfassen, wobei hierfür Schalter verwendet werden, die mit den Antennenelementen verbunden sind.Further, configuring 308 the antenna arrays based on the object position may include, but are not limited to, one or various combinations of the following: turning off or disabling some antenna arrays or antenna array regions (either individual antenna elements or antenna subarrays) that are blocked; using some of the blocked antenna elements to send mutual coupling transmissions to cause
Darüber hinaus können in einer Ausführungsform mehrere MCVs (wie zum Beispiel die in den
Gemäß dem Verfahren 400 konfiguriert, 402, das Smartphone 100 ein Antennenelement in einem ersten Antennenarray, so dass dieses sendet, und konfiguriert, 402, ein Antennenelement in einem zweiten Antennenarray, so dass dieses empfängt. Das Smartphone sendet, 404, eine erste gegenseitige Kopplungsübertragung zwischen den Antennenelementen des ersten und des zweiten Antennenarrays und bestimmt, 406, einen ersten gegenseitigen Kopplungswert anhand der ersten gegenseitigen Kopplungsübertragung. Das Smartphone 100 konfiguriert, 408, ein Antennenelement in dem ersten Antennenarray, so dass dieses empfängt, und konfiguriert, 408, ein Antennenelement in einem dritten Antennenarray, so dass diese sendet. Das Smartphone sendet, 410, eine zweite gegenseitige Kopplungsübertragung zwischen den Antennenelementen des ersten und des dritten Antennenarrays und bestimmt, 412, einen zweiten gegenseitigen Kopplungswert anhand der zweiten gegenseitigen Kopplungsübertragung. Ähnlich bestimmt, 414, das Smartphone 100 weitere gegenseitige Kopplungswerte für verschiedene Paare von Antennenarrays, um eine komplette Gruppe von gegenseitigen Kopplungswerten zu bestimmen.According to the
In
In der dargestellten Ausführungsform ist jedes aktive Antennenelement mittels eines separaten SPDT-Schalters mit einem separaten Sender-Empfänger gekoppelt, der Sender- und Empfängerhardware aufweist. Das Antennenelement A2 (604) ist zum Beispiel mittels eines Schalters 612 mit einem Sender-Empfänger gekoppelt. Das Antennenelement B1 (606) ist mittels eines Schalters 614 mit einem Sender-Empfänger gekoppelt. Das Antennenelement A3 (605) ist mittels eines Schalters 712 mit einem Sender-Empfänger gekoppelt. Das Antennenelement C4 (608) ist mittels eines Schalters 716 mit einem Sender-Empfänger gekoppelt. Das Antennenelement C5 (609) ist mittels eines Schalters 816 mit einem Sender-Empfänger gekoppelt. Das Antennenelement D6 (611) ist mittels eines Schalters 818 mit einem Sender-Empfänger gekoppelt. Das Antennenelement B8 (607) ist mittels eines Schalters 914 mit einem Sender-Empfänger gekoppelt. Das Antennenelement D7 (610) ist mittels eines Schalters 918 mit einem Sender-Empfänger gekoppelt.In the illustrated embodiment, each active antenna element is coupled to a separate transceiver having transmitter and receiver hardware via a separate SPDT switch. For example, antenna element A2 (604) is coupled to a transceiver via
Zum Bestimmen des ersten MCV mittels des Verfahrens 400 konfiguriert, 402, das Smartphone 100 das Antennenelement 604 eines ersten Antennenarray 104, so dass dieses sendet, indem es das Antennenelement 604 mittels des Schalters 612 mit der Senderhardware verbindet, und konfiguriert, 402, das Antennenelement 606 eines zweiten Antennenarray 106, so dass dieses empfängt, indem es das Antennenelement 606 mittels des Schalters 614 mit der Empfängerhardware verbindet. In einer bestimmten Ausführungsform werden bei der Bestimmung bzw. Ermittlung der MCVs all diejenigen Antennenelemente, die aktuell nicht zum Senden gebraucht werden, mit der jeweiligen Empfängerhardware verbunden. Zur Veranschaulichung sind alle Antennenelemente des Antennenarray 108 durch jeweilige Schalter (kollektiv als Schalter 616 dargestellt) mit Empfängerhardware verbunden. Weiterhin sind alle Antennenelemente des Antennenarray 110 durch jeweilige Schalter (kollektiv als Schalter 618 dargestellt) mit Empfängerhardware verbunden. Wenngleich nicht dargestellt, können die Antennenelemente der Antennenarrays 104 und 106, die für gegenseitige Kopplungsübertragungen nicht gebraucht werden, ebenfalls mit der jeweiligen Empfängerhardware verbunden sein.To determine the first MCV using the
Das Antennenelement 604 sendet, 404, eine erste gegenseitige Kopplungsübertragung 634 an das Antennenelement 606, von welchem der S-Parameter S12 als erster MCV bestimmt wird, 406. Das parasitäre Antennenelement 642, das dem Sendeantennenelement 604 benachbart ist, und das parasitäre Antennenelement 646, das dem Empfangsantennenelement 606 benachbart ist, ermöglichen das Senden der gegenseitigen Kopplungsübertragung 634 mit einer geringeren Sendeleistung als jener für Kommunikationsübertragungen.The
Zum Bestimmen des zweiten MCV mittels des Verfahrens 400 konfiguriert, 408, das Smartphone 100, das Antennenelement 605 des ersten Antennenarray 104, so dass dieses empfängt, indem es das Antennenelement 605 mittels des Schalters 712 mit der Empfängerhardware verbindet, und konfiguriert, 408, das Antennenelement 608 eines dritten Antennenarray 108, so dass dieses sendet, indem es das Antennenelement 608 mittels des Schalters 716 mit der Senderhardware verbindet. Es sind alle Antennenelemente des Antennenarray 106 durch die jeweiligen Schalter (kollektiv als Schalter 714 dargestellt) mit Empfängerhardware verbunden. Ferner sind alle Antennenelemente des Antennenarray 110 durch jeweilige Schalter (kollektiv als Schalter 618 dargestellt) mit Empfängerhardware verbunden. Wenngleich nicht dargestellt, können die Antennenelemente der Antennenarrays 104 und 106, die für gegenseitige Kopplungsübertragungen nicht gebraucht werden, ebenfalls mit der jeweiligen Empfängerhardware verbunden sein.To determine the second MCV using the
Das Antennenelement 608 sendet, 410, eine zweite gegenseitige Kopplungsübertragung 636 an das Antennenelement 605, von welchem der S-Parameter S34 als zweiter MCV bestimmt wird, 412. Das parasitäre Antennenelement 654, das dem Sendeantennenelement 608 benachbart ist, und das parasitäre Antennenelement 644, das dem Empfangsantennenelement 605 benachbart ist, ermöglichen das Senden der gegenseitigen Kopplungsübertragung 636 mit einer geringeren Sendeleistung als jener für Kommunikationsübertragungen.The
Zum Bestimmen, 414, eines dritten MCV mittels des Verfahrens 400 konfiguriert das Smartphone 100, das Antennenelement 611 des vierten Antennenarray 110, so dass dieses sendet, indem es das Antennenelement 611 mittels des Schalters 818 mit der Senderhardware verbindet, und konfiguriert das Antennenelement 609 des dritten Antennenarray 108, so dass dieses empfängt, indem es das Antennenelement 609 mittels des Schalters 816 mit der Empfängerhardware verbindet. Es sind alle Antennenelemente des Antennenarray 104 durch jeweilige Schalter (kollektiv als Schalter 812 dargestellt) mit Empfängerhardware verbunden. Ferner sind alle Antennenelemente des Antennenarray 106 durch jeweilige Schalter (kollektiv als Schalter 714 dargestellt) mit Empfängerhardware verbunden. Wenngleich nicht dargestellt, können die Antennenelemente der Antennenarrays 108 und 110, die für gegenseitige Kopplungsübertragungen nicht genutzt werden, ebenfalls mit der jeweiligen Empfängerhardware verbunden sein. To determine 414 a third
Das Antennenelement 611 sendet eine zweite gegenseitige Kopplungsübertragung 638 an das Antennenelement 609, von welchem der S-Parameter S56 als dritter MCV bestimmt wird. Das parasitäre Antennenelement 652, das dem Sendeantennenelement 611 benachbart ist, und das parasitäre Antennenelement 656, das dem Empfangsantennenelement 609 benachbart ist, ermöglichen das Senden der gegenseitigen Kopplungsübertragung 638 mit einer geringeren Sendeleistung als jener für Kommunikationsübertragungen.The
Zum Bestimmen, 414, eines vierten MCV mittels des Verfahrens 400 konfiguriert das Smartphone 100, das Antennenelement 607 des zweiten Antennenarray 106, so dass dieses sendet, indem es das Antennenelement 607 mittels des Schalters 914 mit der Senderhardware verbindet, und konfiguriert das Antennenelement 610 des vierten Antennenarray 110, so dass dieses empfängt, indem es das Antennenelement 610 mittels des Schalters 918 mit der Empfängerhardware verbindet. Es sind alle Antennenelemente des Antennenarray 108 durch jeweilige Schalter (kollektiv als Schalter 616 dargestellt) mit Empfängerhardware verbunden. Ferner sind alle Antennenelemente des Antennenarray 104 durch jeweilige Schalter (kollektiv als Schalter 812 dargestellt) mit Empfängerhardware verbunden. Wenngleich nicht dargestellt, können die Antennenelemente der Antennenarrays 106 und 110, die für gegenseitige Kopplungsübertragungen nicht genutzt werden, ebenfalls mit der jeweiligen Empfängerhardware verbunden sein.To determine 414 a fourth
Das Antennenelement 607 sendet eine vierte gegenseitige Kopplungsübertragung 640 an das Antennenelement 610, von welchem der S-Parameter S78 als vierter MCV bestimmt wird. Das parasitäre Antennenelement 648, das dem Sendeantennenelement 607 benachbart ist, und das parasitäre Antennenelement 650, das dem Empfangsantennenelement 610 benachbart ist, ermöglichen das Senden der gegenseitigen Kopplungsübertragung 640 mit einer geringeren Sendeleistung als jener für Kommunikationsübertragungen.The
Das Smartphone 100 vergleicht, 508, S12, S34, S56 und S78 mit gespeicherten Gruppen von Referenzwerten und entsprechenden Schwellenwerten, wobei jede Gruppe ein anderes Handgriffprofil darstellt. Wenn der Abgleich der gemessenen S-Parameter S12, S34, S56 und S78 mit einem Handgriffprofil durch das Smartphone 100 bei 510 fehlschlägt, kann das Smartphone 100 eine weitere Gruppe von S-Parametern wie durch das Verfahren 500 dargestellt bestimmen, indem es zu Block 502 zurückkehrt. Alternativ beendet das Smartphone 100 das Verfahren 500. Wenn aber das Smartphone 100 bestimmt, 510, dass die gemessenen S-Parameter S12, S34, S56 und S78 mit einem bestimmten Handgriffprofil übereinstimmen, identifiziert, 512, das Smartphone 100 dasjenige Antennenelement, das durch die Handposition, die mit dem übereinstimmenden Handgriffprofile korreliert, abgeschattet wird.The
Zum Beispiel geben die S-Parameter S34, S56 und S78, die bei 506 bestimmt wurden, abgeschwächte gegenseitige Kopplungsübertragungen 636, 638 und 640 an, die jeweils an den Antennenelementen 3, 5 und 7 empfangen werden. Das Smartphone 100 bestimmt, 510, dass die gemessene Gruppe von S-Parametern mit dem Handgriffprofil übereinstimmt, bei welchem der Nutzer das Gerät 100 in einer Hand hält und mit dem Daumen bedient. Dieses Handgriffprofil entspricht den Antennenarrays 108 und 110, die zum Beispiel durch die Handfläche des Nutzers abgeschattet werden. Das Smartphone 100 konfiguriert die Antennenelemente seiner Antennenarrays basierend auf dieser Handposition.For example, the S-parameters S 34 , S 56 , and S 78 determined at 506 indicate attenuated
In der Ausführungsform des Smartphone 100 mit den Millimeterwellen-Antennenarrays kann das Smartphone 100 basierend auf der Handposition einen der folgenden Vorgänge oder eine Kombination dieser Vorgänge durchführen: Betreiben, 514, eines abgeschatteten Antennenelements eines ersten Millimeterwellen-Antennenarray und eines abgeschatteten Antennenelements eines zweiten Millimeterwellen-Antennenarray für eine gegenseitige Kopplungsübertragung; Betreiben, 514, eines nichtabgeschatteten ersten Subarray des ersten Millimeterwellen-Antennenarray für Kommunikationsübertragungen; Deaktivieren, 514, eines abgeschatteten zweiten Subarray des zweiten Millimeterwellen-Antennenarray. Das Smartphone 100 kann basierend auf der Handposition ferner eines oder mehrere abgeschattete Sub-6 GHz-Antennenelemente deaktivieren, 516.In the embodiment of the
Wenn sich das Smartphone 100 zum Beispiel gerade in einem Anruf mit einem weiteren Gerät befindet, betreibt, 514, das Smartphone 100 Antennenelemente eines oder beide der nichtabgeschatteten Antennenarrays 104 und 106 für Kommunikationsübertragungen zu dem anderen Gerät (z.B. zu einer Basisstation). Welches der Antennenarrays 104 und/oder 106 und welcher der Antennenelementbestandteile dieser Arrays beispielsweise für das Beamforming verwendet werden, kann abhängig sein von dem Standort des anderen Geräts und der Entfernung relativ zu dem Smartphone 100. Das Smartphone 100 kann die Antennenelemente 2 und 3 des Antennenarray 104 und die Antennenelemente 1 und 8 des Antennenarray 106 auch weiterhin für gegenseitige Kopplungsübertragungen nutzen, um während des Anrufs periodisch MCVs zu bestimmen, wenn diese Antennenelemente aktuell nicht für Kommunikationsübertragungen genutzt werden. Alternativ nutzt das Smartphone 100 die Antennenelemente 1, 2, 3 und 8 für gegenseitige Kopplungsübertragungen und nutzt Subarrays der verbleibenden Antennenelemente der Antennenarrays 104 und 106 für die Kommunikationsübertragungen.For example, if the
Das Smartphone 100 deaktiviert, 514, Antennenelemente der abgeschatteten Antennenarrays 108 und 110 oder betreibt, 514, die Antennenelemente der abgeschatteten Antennenarrays für gegenseitige Kopplungsübertragungen, um die Überwachung der MCVs fortzuführen und dadurch die Handposition während des Anrufs. Zum Beispiel betreibt das Smartphone 100 die Antennenelemente 4 und 5 des Antennenarray 108 und die Antennenelemente 6 und 7 des Antennenarray 110 für gegenseitige Kopplungsübertragungen. Das Smartphone 100 deaktiviert die anderen beiden aktiven Antennenelemente jedes der Antennenarrays 108 und 110, zum Beispiel durch eine Verbindung des SPDT-Schalters für diese Antennenelemente mit der Empfängerhardware und durch Stoppen der Gleichstromzufuhr zu den Schaltern.The
Weiterhin kann das Smartphone 100 derart konfiguriert oder programmiert werden, dass es die physische Lage aller Antennenarrays in dem Smartphone 100 herausfindet. Dementsprechend kann das Smartphone 100 diejenigen Sub-6GHz-Antennenelemente als abgeschattet deaktivieren, 516, die den abgeschatteten Antennenarrays 108 und 110 benachbart sind. In einer weiteren Ausführungsform weist das Smartphone 100 einen Anwendungsprozessor 518 zum Beispiel über den Prozessor 202, der die Handposition bestimmt hat, darauf hin, dass eine oder mehrere kontextsensitive Anwendungen geöffnet, geschlossen oder ausgeführt werden sollen. Eine „kontextsensitive“ Anwendung, die in der vorliegenden Beschreibung auch als „kontextabhängige“ Anwendung bezeichnet wird, ist eine Anwendung, die basierend auf der Art und Weise reagiert oder antwortet, wie ein Nutzer mit einem Gerät interagiert, zum Beispiel, indem der Nutzer das Gerät in der Hand hält, das Gerät berührt und/oder über dem Gerät Gesten macht. Beispiele sind unter anderem eine Gestenerfassung, eine Lautstärkensteuerung, die Bedienung oder Scharfstellung einer Kamera, die Orientierung des Bildschirms etc.Furthermore, the
Wenn zum Beispiel das Smartphone 100 bestimmt, dass der Nutzer das Smartphone 100 mit einer Hand hält, meldet, 518, das Smartphone 100 dies an einen Anwendungsprozessor in dem Smartphone 100, der im Vorgriff auf ein Selfie, das der Nutzer machen will, eine Kamera aktiviert. Wenn das Smartphone 100 zum Beispiel bestimmt bzw. feststellt, dass der Nutzer das Smartphone mit beiden Händen hält, kann das Smartphone 100 dies an den Anwendungsprozessor melden, der Vorgriff auf ein Video, das der Nutzer abspielen möchte, einen Bildschirmmodus vom Hochformat in das Querformat ändert. Wenn das Smartphone 100 ferner bestimmt bzw. feststellt, dass der Nutzer das Telefon aufgenommen hat, was basierend auf einer Bestimmung 512 geschieht, dass eines oder mehrere Antennenarrays blockiert sind, kann das Smartphone 100 dies an den Anwendungsprozessor melden, der den Bildschirm aufleuchten lassen kann und eine Benachrichtigung über Textmitteilungen, Emails, Uhrzeit, Wetter etc. bereitstellt.For example, if the
Die
Die zusätzlichen aktiven und parasitären Antennenelemente in den Antennenarray-Konfigurationen der
Was zum Beispiel die Antennenarray-Konfigurationen betrifft, die in den
In dieser Ausführungsform bestimmt, 1604, das Smartphone 100 eine Gruppe von Differenzwerten zwischen Paaren von MCVs innerhalb derselben Gruppe von MCVs zum Bestimmen einer Objektposition, wobei das Smartphone 100 jeden Differenzwert mit einem Schwellenwert MCVth vergleicht, 1606. Wenn das Smartphone 100 bestimmt, 1606, dass keiner der Differenzwerte den Schwellenwert MCVth übersteigt, bestimmt das Smartphone 100, dass keines der Antennenarrays blockiert ist oder dass ein Nutzer das Smartphone 100 nicht in der Hand hält. Das Smartphone 100 wartet dann, 1608, ein programmiertes Zeitintervall ab und bestimmt, 1602, eine weitere Gruppe von MCVs, anhand derer die Objektposition erfasst werden soll.In this embodiment, the
Wenn das Smartphone 100 jedoch bestimmt, 1606, dass mindestens einige der Differenzwerte den Schwellenwert MCVth überschreiten, kann das Smartphone 100 bestimmen, 1610, welche Antennenarrays blockiert sind, und zwar basierend darauf, welche MCVs den Schwellenwert MCVth überschreiten. Die blockierten Antennenarrays korrelieren die Objektposition relativ zu den mehrzähligen Antennenarrays des Smartphone 100. Basierend auf der Objektposition kann das Smartphone dann seine Antennenarrays konfigurieren, 1612, wie das zum Beispiel mit Bezug auf Block 308 des in
In den
Jedoch ist das Antennenarray 1874 eine „Hub“-Antenne, die eigens für den Austausch, z.B. für das Senden oder Empfangen, von gegenseitigen Kopplungsübertragungen mit den anderen Antennenarrays 1804, 1806, 1808 und 1810, von denen das Smartphone 100 die MCVs ermittelt, bestimmt ist. Das Antennenarray 1874 ist relativ zu den Antennenarrays 1804, 1806, 1808, 1810 des Smartphone 100 in der in
In einer Ausführungsform hat das Antennenarray 1874 ein einziges Antennenelement 1, das mit einem Sender gekoppelt ist, z.B. über einen SPDT-Schalter (nicht gezeigt). Dadurch ist das Antennenarray 1874 derart konfiguriert, dass es gegenseitige Kopplungsübertragungen von dem Sendeantennenelement 1 jeweils zu den Empfangsantennenelementen, z.B. 1868 (2), 1862 (3), 1860 (4) und 1858 (5), der Antennenarrays 1804, 1808, 1810, 1806 sendet. In einer alternativen Ausführungsform ist das Antennenelement mit einem Empfänger gekoppelt und ist dadurch derart konfiguriert, dass es gegenseitige Kopplungsübertragungen von den Antennenelementen 2, 3, 4 und 5 empfängt.In one embodiment,
Zurückkehrend zu dem Verfahren 1700 sendet, 1702, das Smartphone 100 eine gegenseitige Kopplungsübertragung von dem Hub-Antennenelement 1, die an den Antennenelementen 2, 3, 4 und 5 empfangen wird. Die gegenseitige Kopplungsübertragung kann eine einzelne Übertragung sein, die während einer gegebenen Zeitspanne mit einem geeigneten Leistungspegel gesendet wird. Jedoch ist der Übersichtlichkeit halber in
Das Smartphone 100 misst, 1704, den Leistungspegel der gegenseitigen Kopplungsübertragungen, die an den Antennenelementen 2, 3, 4 und 5 empfangen werden, deren S-Parameter S21, S31, S41 und S51 das Smartphone 100 bestimmt, 1706, und speichert. Insbesondere bestimmt das Smartphone 100: S21 anhand der Leistungspegelmessung der gegenseitigen Kopplungsübertragung 1872 bzw. 1972; S31 anhand der Leistungspegelmessung der gegenseitigen Kopplungsübertragung 1870 bzw. 1970; S41 anhand der Leistungspegelmessung der gegenseitigen Kopplungsübertragung 1868 bzw. 1968; und S51 von der Leistungspegelmessung der gegenseitigen Kopplungsübertragung 1866 bzw. 1966.The
Das Smartphone 100 bestimmt, 1708, Differenzwerte zwischen mehreren Paaren von S-Parametern. Die nachstehende Tabelle 1 enthält mehrere Differenzwertberechnungen, wobei jeder Differenzwert als Δ dargestellt ist. In dieser Ausführungsform werden für jedes der vier Eckantennenarrays 1804, 1808, 1810, 1806, das jeweils ein Antennenelement 2, 3, 4 und 5 hat, das die gegenseitige Kopplungsübertragung von dem Hub-Antennenelement 1 empfängt, drei Differenzwerte berechnet, 1708. Durch das Analysieren, 1710, der drei Differenzwerte für ein bestimmtes Eckantennenarray kann das Smartphone 100 die Position eines Objekts, z.B. die Position der Hand eines Nutzers, relativ zu diesem Eckantennenarray und dem Hub-Antennenarray 1874 bestimmten, 1714. Durch das Analysieren, 1710, der Differenzwerte Δ23, Δ24 und Δ25 zum Beispiel kann das Smartphone 100 identifizieren, 1714, ob das Antennenelement 1804 abgeschattet oder nicht abgeschattet ist.
Und zwar vergleicht, 1710, das Smartphone 100 die Differenzwerte mit einem oder mehreren Schwellenwerten, um Antennenelemente zu identifizieren, 1714, die durch die Position der Hand abgeschattet sind. In dem einfachsten Fall, der auf die in
In dem Fall, der auf die Antennenarray-Konfiguration anwendbar ist, die in
Wenn man zu dem einfachsten Fall zurückkehrt, identifiziert, 1714, das Smartphone, dass die Hand irgendwo zwischen diesem Eckantennenarray und dem Hub-Antennenarray positioniert ist und dadurch das Eckantennenarray abschattet, wenn das Smartphone 100 bestimmt, 1710, dass alle drei Differenzwerte (Größen) für ein bestimmtes Eckantennenarray den Schwellenwert überschreiten. In einer Ausführungsform kann die Analyse, die das Smartphone 100 in den Blöcken 1710 und 1714 durchführt, durch das Vergleichen der Schwellenwerte, die in der nachstehenden Tabelle 2 angegebenen sind, für die Antennenarrays 1804, 1806, 1808 und 1810. Wie beispielsweise in Tabelle 2 gezeigt ist, bestimmt das Smartphone 100, dass das Antennenarray 1804 abgeschattet ist, wenn die Größen der Differenzwerte Δ23, Δ24 und Δ25 sämtlich den Schwellenwert Sth überschreiten. Ähnliche Vergleiche 1710 werden für die restlichen Eckantennenarrays 1806, 1808 und 1810 durchgeführt, um festzustellen, 1714, ob die Hand eines Nutzers eines dieser Antennenarrays abschattet.
Sobald das Smartphone 100 die Handposition relativ zu den Antennenarrays 1804, 1806, 1808, 1810 bestimmt hat, 1714, konfiguriert das Smartphone 100 die Antennenarrays basierend auf der Handposition. In einer Ausführungsform kann das Smartphone 100 basierend auf der Handposition einen oder eine Kombination der folgenden Vorgänge durchführen: Betreiben, 1716, eines abgeschatteten Antennenelements eines ersten Millimeterwellen-Antennenarray und eines abgeschatteten Antennenelements eines zweiten Millimeterwellen-Antennenarray für eine gegenseitige Kopplungsübertragung; Betreiben, 1716, eines nicht abgeschatteten ersten Subarray des ersten Millimeterwellen-Antennenarray für Kommunikationsübertragungen; Deaktivieren, 1716, eines abgeschatteten zweiten Subarray des zweiten Millimeterwellen-Antennenarray. Das Smartphone 100 kann ferner basierend auf der Handposition eines oder mehrere abgeschattete Sub-6GHz-Antennenelemente deaktivieren, 1718, oder kann einen Anwendungsprozessor über die Handposition informieren, 1720, damit dieser eine oder mehrere kontextabhängige Anwendungen öffnet, schließt oder ausführt. In einem Implementierungsbeispiel führt das Smartphone 100 die Funktionen 1716, 1718 und 1720 ähnlich wie die vorstehend beschriebenen Funktionen 514, 516 und 518 aus.Once the
Die
Das Smartphone 100 bestimmt, 2208, eine Gruppe von Differenzwerten unter Verwendung der beiden Gruppen von MCVs, die zu den verschiedenen Zeitpunkten t0 und t1 bestimmt wurden. In einer Ausführungsform hat jeder MCV in der bei 2206 bestimmten Gruppe einen korrespondierenden MCV in der bei 2204 bestimmten Gruppe. Die korrespondierenden MCVs werden für dasselbe Paar von Antennenarrays zu unterschiedlichen Zeiten bestimmt, und die Gruppe von Differenzwerten enthält einen Differenzwert, der für jedes der verschiedenen Paare von Antennenarrays unter Verwendung der korrespondierenden MCVs, die zu verschiedenen Zeiten bestimmt wurden, berechnet wird. Das Smartphone 100 bestimmt, 2210, eine Objektposition, z.B. die Position einer Hand, basierend auf der Gruppe von Differenzwerten.The
Das Smartphone 100 kann das Verfahren 2200 in verschiedenen Anwendungsfällen durchführen. In einem ersten Anwendungsfall führt das Smartphone 100 das Verfahren 2200 durch, während es sich in einer Informationssitzung befindet, zum Beispiel in einem Sprachanruf oder in einem Datenabruf. In diesem Anwendungsfall detektiert, 2202, das Smartphone 100, dass es sich in einem Anruf befindet. Zum Beispiel detektiert, 2202, das Smartphone 100, dass ein Nutzer einen Sprachanruf zu einem externen Gerät initiiert hat und führt dann die Funktionen 2204, 2206, 2208 und 2210 wie beschrieben aus, um eine initiale Handposition zu erfassen. Das Smartphone 100 konfiguriert, 2212, seine Antennenarrays basierend auf der Handposition, während sich das Gerät in dem Anruf befindet. Das Smartphone 100 kann dadurch eine Kommunikationsverbindung optimieren, über welche Kommunikationsübertragungen mit dem externen Gerät ausgetauscht werden.The
Das Smartphone 100 fährt fort mit der Ausführung der Blöcke 2206, 2208, 2210 und 2212, solange das Smartphone 100 detektiert, 2214, dass der Anruf andauert. Anderenfalls beendet, 2216, das Smartphone das Verfahren 2200. Auf diese Weise bestimmt das Smartphone 100 repetitiv erste (vorherige) und zweite (aktuelle) Gruppen von MCVs und eine entsprechende Gruppe von Differenzwerten zum Verfolgen oder Überwachen der Handbewegung des Nutzers über die Zeit, um mit der Optimierung der Kommunikationsverbindung fortzufahren durch die Neukonfigurierung seiner Antennenarrays basierend auf der Handbewegung.The
In einem zweiten Benutzungsfall öffnet, schließt oder betreibt das Smartphone 100 eine kontextabhängige Anwendung wie beispielsweise eine Gestenerfassungsanwendung in Reaktion auf eine durch das Verfahren 2200 bestimmte Handbewegung des Nutzers. In einem Beispiel führt das Smartphone 100 Funktionen 2204, 2206, 2208 und 2210 einmal aus oder führt die Funktionen 2206, 2208 und 2210 mehrmals aus um eine initiale Handposition oder eine Reihe von Handbewegungen zu erfassen, die verwendet werden, um eine Gestenerfassungsanwendung 2218 zu öffnen oder mit deren Nutzung zu beginnen. Wenn das Smartphone 100 detektiert, 2220, dass die Anwendung bei 2218 deaktiviert oder geschlossen wurde, beendet, 2216, das Smartphone 100 das Verfahren 2200. Anderenfalls setzt das Smartphone 100 die Ausführung der Funktionen 2206, 2208, 2210 zum Verfolgen der Handbewegung des Nutzers relativ zu dem Smartphone 100, nämlich relativ zu den mehrzähligen Antennenarrays fort, um die kontextabhängige Anwendung, 2218, zu betreiben, z.B. mit der Interpretation der Gesten der Hand anhand der Handbewegung fortzusetzen.In a second use case,
Insbesondere sendet, 2302, das Smartphone 100 durch die Anwendung des Verfahrens 400 zum Beispiel aufeinanderfolgend jeweils gegenseitige Kopplungsübertragungen 634, 636, 638, 640 von den Antennenelementen 2, 4, 6 und 8. Das Smartphone 100 misst, 2304, den Leistungspegel der gegenseitigen Kopplungsübertragungen 634, 636, 638 und 640, die jeweils an den Antennenelementen 1, 3, 5 und 7 empfangen werden, von denen das Smartphone 100 eine erste Gruppe von S-Parametern S12, S34, S56 und S78 bestimmt und speichert, 2306. Das Smartphone 100 wartet, 2308, eine Zeitspanne t ab und führt die Blöcke 2302, 2304 und 2306 aus, um eine zweite Gruppe von S-Parametern S12, S34, S56 und S78 zu bestimmen und zu speichern.In particular, by applying the
Das Smartphone 100 bestimmt, 2310, eine Gruppe von Differenzwerten ΔS12, ΔS34, ΔS56 und ΔS78 zwischen zwei Gruppen von gespeicherten S-Parametern, wie zum Beispiel in der nachstehenden Tabelle 3 dargestellt.
Und zwar bestimmt, 2310, das Smartphone 100 für jeden gegenseitigen Kopplungsübertragungspfad zwischen einem Paar von Antennenelementen die Differenz zwischen den MCVs, die entlang dieses Pfads zu verschiedenen Zeiten bestimmt wurden.Specifically, 2310, for each mutual coupling transmission path between a pair of antenna elements, the
Wie zum Beispiel in Tabelle 3 gezeigt ist, bestimmt, 2310, das Smartphone 100 für den gegenseitigen Kopplungsübertragungspfad zwischen den Antennenarrays 104 und 106, z.B. von dem Antennenelement 2 zu dem Antennenelement 1, einen Differenzwert Δ|S12| für S-Parameter, die zu verschiedenen Zeiten als Δ|S12|=|S12|t2+1|-|S12|t2 genommen werden. In dieser Gleichung gibt t2 den ersten Fall an, in dem das Antennenelement 2 die gegenseitige Kopplungsübertragung 634 zu dem Antennenelement 1 sendet, von welchem S12 gemessen wird, und t2+1 gibt den zweiten Fall an, in dem das Antennenelement 2 die gegenseitige Kopplungsübertragung 634 zu dem Antennenelement 1 sendet, von welchem S12 gemessen wird. Ähnlich bestimmt das Smartphone 100: Δ|S34| für das Antennenarraypaar 104 und 108 aus dem Werts S34, der von der gegenseitigen Kopplungsübertragung 636 gemessen wurde, die zu den Zeitpunkten t4 und t4+1 gesendet wird; Δ|S56| für das Antennenarraypaar 108 und 110 aus dem Wert S56, der von der gegenseitigen Kopplungsübertragung 638 gemessen wird, die zu den Zeitpunkten t6 und t6+1 gesendet wird; und Δ|S78| für das Antennenarraypaar 106 und 110 aus dem Wert S78, der von der gegenseitigen Kopplungsübertragung 640 gemessen wird, die zu den Zeitpunkten t8 und t8+1 gesendet wird.For example, as shown in Table 3, for the mutual coupling transmission path between the
Das Smartphone 100 bestimmt, 2312, ob einer der Deltawerte (Größen) ΔS12, ΔS34, ΔS56 und ΔS78 einen Schwellenwert überschreitet. Wenn keiner der Deltawerte den Schwellenwert überschreitet, geht das Smartphone 100 in einer Ausführungsform zu Block 2302, um mindestens eine weitere S-Matrix zu bestimmen, anhand derer die Gruppe von Differenzwerten ΔS12, ΔS34, ΔS56 und ΔS78 bestimmt wird. In einer Implementierung bestimmt das Smartphone 100 zwei neue Gruppen von S-Parametern zu zwei verschiedenen Zeiten, um die Deltawerte zu berechnen. In einer alternativen Implementierung bestimmt das Smartphone 100 eine neue Gruppe von S-Parametern und verwendet die andere, kürzlich bestimmte Gruppe von S-Parametern für die Berechnung der Deltawerte.The
Wenn das Smartphone 100 jedoch bestimmt, 2312, dass einer oder mehrere der Deltawerte ΔS12, ΔS34, ΔS56 und ΔS78 den Schwellenwert überschreiten, identifiziert, 2314, das Smartphone 100 das entsprechende Antennenarraypaar als durch ein Objekt, z.B. eine Hand, die sich an dem oder in der Nähe des Paares von Antennenarrays befindet, abgeschattet. Wenn das Smartphone 100 zum Beispiel bestimmt, 2312, dass nur der Wert ΔS34 den Schwellenwert überschreitet, bestimmt, 2314, das Smartphone 100 dementsprechend, dass die Hand irgendwo an oder zwischen den Antennenarrays 104 und 108 positioniert ist.However, if the
Sobald das Smartphone 100 die Handposition relativ zu den Antennenarrays 104, 106, 108, 110 bestimmt hat, 2314, konfiguriert das Smartphone 100 die Antennenarrays basierend auf der Handposition. In einer Ausführungsform kann das Smartphone 100 basierend auf der Handposition einen oder eine Kombination der folgenden Vorgänge durchführen: das Betreiben, 2316, eines abgeschatteten Antennenelements eines ersten Millimeterwellen-Antennenarray und eines abgeschatteten Antennenelements eines zweiten Millimeterwellen-Antennenarray für eine gegenseitige Kopplungsübertragung; das Betreiben, 2316, nicht abgeschatteten ersten Subarray des ersten Millimeterwellen-Antennenarray für Kommunikationsübertragungen; das Deaktivieren, 2316, eines abgeschatteten zweiten Subarray des zweiten Millimeterwellen-Antennenarray. Das Smartphone 100 kann ferner eines oder mehrere abgeschattete Sub-6GHz-Antennenelemente basierend auf der Handposition deaktivieren, 2318, oder einen Anwendungsprozessor über die Handposition informieren, 2320, so dass dieser eine oder mehrere kontextabhängige Anwendungen öffnet, schließt oder ausführt. In einer Beispielimplementierung führt das Smartphone 100 die Funktionen 2316, 2318 und 2320 ähnlich durch wie die vorstehenden Funktionen 514, 516 und 518.Once the
In der vorstehenden Beschreibung wurden bestimmte Ausführungsformen erläutert. Gleichwohl wird der Fachmann erkennen, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen möglich sind, ohne den Schutzrahmen der Erfindung zu verlassen, der durch die anliegenden Ansprüche angegeben ist. Die Beschreibung und die Figuren dienen daher lediglich Darstellungszwecken und stellen keine Einschränkung der Erfindung dar. Sämtliche Modifikationen fallen in den Schutzbereich der erfindungsgemäßen Lehre.In the foregoing description, particular embodiments have been described. However, those skilled in the art will recognize that various modifications and changes are possible without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims. The description and figures are therefore for illustration purposes only and do not represent a limitation of the invention. All modifications fall within the scope of the inventive teachings.
Die Vorteile und die Problemlösungen sowie ein Element oder Elemente, das oder die zu solchen Vorteilen und Problemlösungen führen oder die gegebenenfalls stärker hervortreten, gelten nicht als entscheidende, notwendige oder wesentliche Merkmale oder Elemente eines oder aller Ansprüche. Die Ausführungsformen werden ausschließlich durch die anliegenden Ansprüche definiert, wobei jegliche Änderungen erfasst sind, die während der Anhängigkeit der vorliegenden Anmeldung vorgenommen werden, sowie sämtliche Äquivalente solcher Ansprüche in ihrer erteilten Fassung.The advantages and solutions to problems, and any element or elements that result in such advantages and solutions or that may be more prominent, are not to be considered critical, necessary, or essential features or elements of any or all of the claims. The embodiments are defined solely by the appended claims, including any changes made during the pendency of this application and any equivalents of such claims as issued.
Darüber hinaus werden Vergleichsausdrücke in diesem Dokument, wie zum Beispiel erste/r/s und zweite/r/s, oben und unten und dergleichen ausschließlich verwendet, um eine Einheit von einer anderen oder einen Vorgang von einem anderen zu unterscheiden, ohne notwendigerweise zu implizieren, dass zwischen solchen Einheiten oder Vorgängen tatsächlich eine Beziehung oder Reihenfolge vorhanden ist. Die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „hat“, „habend“, „aufweist“, „aufweisend“, „enthält“, „enthaltend“ und Variationen derselben sollen zum Ausdruck bringen, dass ein Prozess, ein Verfahren, ein Gegenstand oder eine Vorrichtung, die genannte Elemente umfassen, haben, aufweisen oder enthalten, nicht nur diese Elemente, sondern auch weitere Elemente aufweisen kann, die nicht ausdrücklich genannt oder für einen solchen Prozess, ein Solches Verfahren, einen solchen Gegenstand oder eine solche Vorrichtung charakteristisch sind. Ein Element, dem der Begriff „umfasst ... ein“, „hat ... ein“, „weist ... ein auf“, oder „enthält ... ein“ vorausgeht, schließt nicht aus, dass in dem Prozess, Verfahren, Artikel oder in der Vorrichtung, die das Element umfasst, hat, aufweist, enthält, weitere identische Elemente vorhanden sind. Der Begriff „ein“ bedeutet ein oder mehrere, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Die Begriffe „im Wesentlichen“, „hauptsächlich“, „annähernd“, „etwa“ oder dergleichen andere Begriffe bedeuten, wie dem Fachmann bekannt ist, in der Nähe von, wobei mit diesen Begriffen in einer nicht einschränkenden Ausführungsform 10%, in einer weiteren Ausführungsform 5%, in einer wiederum anderen Ausführungsform 1 % und in einer noch anderen Ausführungsform 0,5% definiert sind. Der in der vorliegenden Beschreibung verwendete Begriff „gekoppelt“ wird als „verbunden“ definiert, wenn gleich nicht notwendigerweise direkt oder mechanisch verbunden. Ein Gerät oder eine Konstruktion, die in einer bestimmten Weise „konfiguriert“ ist, ist zumindest in dieser Weise konfiguriert, kann jedoch auch in einer anderen, nicht angegebenen Weise konfiguriert sein.In addition, comparative terms in this document, such as first and second, top and bottom, and the like, are used solely to distinguish one entity from another or one operation from another, without necessarily implying that any actual relationship or order exists between such entities or operations. The terms "comprises," "comprising," "has," "having," "comprising," "includes," "containing," and variations thereof are intended to convey that a process, method, article, or device comprising, having, including, or containing recited elements may include not only those elements, but also additional elements not specifically recited or characteristic of such process, method, article, or device. An element preceded by the term "comprises...a," "has...a," "has...a," or "includes...a" does not exclude the presence of other identical elements in the process, method, article, or apparatus that comprises, has, has, contains the element. The term "a" means one or more, unless expressly stated otherwise. The terms "substantially," "mainly," "approximately," "about," or other terms, as known to those skilled in the art, mean close to, where these terms are defined in one non-limiting embodiment as 10%, in another embodiment as 5%, in yet another embodiment as 1%, and in yet another embodiment as 0.5%. The term "coupled" as used in this specification is defined as "connected," although not necessarily directly or mechanically connected. A device or structure that is "configured" in a particular manner is at least configured in that manner, but may also be configured in another manner not specified.
Es versteht sich, dass manche Ausführungsformen einen oder mehrere generische Prozessoren oder Spezialprozessoren (oder „Verarbeitungsgeräte“) wie Mikroprozessoren, Digitalsignalprozessoren, angepasste Prozessoren und feldprogrammierbare Gate Arrays (FPGAs) und einmalig gespeicherte Programmanweisungen (einschließlich Software und Hardware) enthalten können, die den oder die Prozessoren steuern, so dass diese in Verbindung mit bestimmten Nichtprozessorschaltungen einige, die meisten oder sämtliche Funktionen des vorliegend beschriebenen Verfahrens und/oder der vorliegend beschriebenen Vorrichtung ausführen. Alternativ könnten einige oder sämtliche Funktion durch eine State Machine implementiert werden, in welcher keine Programmanweisungen gespeichert sind, oder in eier oder mehreren anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), in denen die jeweilige Funktion oder einige Kombinationen von bestimmten dieser Funktionen als benutzerdefinierte oder eigene Logik implementiert werden. Selbstverständlich ist auch eine Kombination der beiden Ansätze möglich.It is understood that some embodiments may include one or more generic or special purpose processors (or "processing devices") such as microprocessors, digital signal processors, custom processors, and field programmable gate arrays (FPGAs), and one-time stored program instructions (including software and hardware) controlling the processor(s) to perform, in conjunction with certain non-processor circuits, some, most, or all of the functions of the method and/or apparatus described herein. Alternatively, some or all of the functions could be implemented by a state machine in which no program instructions are stored, or in one or more application specific integrated circuits (ASICs) in which the respective function or some combination of certain of these functions is implemented as user-defined or proprietary logic. Of course, a combination of the two approaches is also possible.
Die Zusammenfassung der Beschreibung soll dem Leser einen schnellen Überblick über das Wesen der Erfindung verschaffen. Dabei soll diese Zusammenfassung nicht als Einschränkung des Schutzumfangs oder der Bedeutung der Ansprüche interpretiert werden. Zur Vereinfachung der Beschreibung sind verschiedene Merkmale in verschiedenen Ausführungsformen gruppiert. Dabei soll diese Art der Beschreibung nicht als die Absicht verstanden werden, dass die beanspruchten Ausführungsformen mehr Merkmale erfordern, als in dem jeweiligen Anspruch ausdrücklich angegeben sind. Wie die nachstehenden Ansprüche wiedergeben, liegt der Gegenstand der Erfindung vielmehr in weniger als sämtlichen Merkmalen einer einzelnen beschriebenen Ausführungsform. Die nachstehenden Ansprüche sind daher Bestandteil der Detailbeschreibung, wobei jeder Anspruch als separat beanspruchter Gegenstand eigenständig ist.The summary of the description is intended to provide the reader with a quick overview of the nature of the invention. This summary is not intended to limit the scope of protection or the meaning of the claims. For ease of description, various features are grouped in various embodiments. This type of description should not be interpreted as an intention that the claimed embodiments require more features than are expressly recited in the respective claim. Rather, as the following claims reflect, the subject matter of the invention lies in less than all of the features of a single described embodiment. The following claims are therefore part of the Detailed Description, with each claim standing on its own as separately claimed subject matter.
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